¿Por qué una velocidad de giro y/o balanceo del cuerpo en estado estacionario distinta de cero induce una fuerza lateral?

Digamos que tenemos un palo delgado, recto y rígido que viaja en una trayectoria circular 2D. Adjuntaremos nuestra referencia de marco al CG del palo, alineado con su avance natural. Si tiene una velocidad de avance de$u$y la trayectoria circular tiene un radio de curvatura de$R$, entonces tiene una tasa de guiñada,$\dot{\psi}=u/R$, todos ellos expresados ​​en dicho marco de referencia.

En ubicaciones hacia adelante o hacia atrás del CG, diferentes partes de la palanca experimentarán diferentes velocidades laterales debido a la tasa de guiñada, cuando se mide usando nuestro marco de referencia:$u(x) = \dot{\psi}x$. La intuición es que el palo está girando, por lo que arriba y abajo experimentarán la mayor velocidad mientras que el centro no la tendrá.

Si ha colocado una aleta cerca de la palanca, experimentará una velocidad aerodinámica lateral, lo que le dará un ángulo de incidencia aerodinámico. Como resultado, habrá fuerzas y momentos aerodinámicos, simplemente por el movimiento de rotación.

Desde una perspectiva de análisis, normalmente no volvemos a calcular los efectos en cada superficie debido a los cambios de velocidad locales. En cambio, las derivadas de estabilidad se miden en el eje del cuerpo (bueno, generalmente en el eje de estabilidad pero se transforman fácilmente en el eje del cuerpo). Así que podemos agrupar fácilmente la suma de los efectos aerodinámicos de las partes individuales en una sola derivada con respecto a la velocidad de rotación sobre ese eje.