¿Qué está causando estas "esquinas" en este diagrama F-104 Vn?

Diagrama F 104 Vn

En este diagrama Vn para un F-104 (fuente: este enlace de Wikipedia ), en el borde izquierdo de la envolvente de vuelo, ¿qué está causando las "esquinas" que vemos en los siguientes puntos? (Los números son aproximados)

30.000', 375 nudos IAS y 5 G

40.000', 295 nudos IAS y 3,1 G

50.000', 230 nudos IAS y 2 G

60.000', 180 nudos IAS y 1,25 G

70.000', 140 nudos IAS y 0,95 G

¿Estos puntos simplemente representan las "esquinas" de qué rendimiento es posible mientras se mantiene el vuelo horizontal a una velocidad aerodinámica constante (es decir, manteniendo tanto la altitud como la velocidad aerodinámica), y si hubiera más empuje del motor disponible, estas "esquinas" se moverían más arriba y a la derecha, siguiendo las curvas de velocidad de pérdida? Es decir, ¿las curvas de velocidad de pérdida reales continúan hacia arriba desde las esquinas siguiendo un camino que es más o menos continuo con las líneas debajo de las esquinas?

(Nota: en relación con el último punto de datos, una carga G de menos de 1 es obviamente incompatible con el vuelo a altitud constante, pero el punto de datos aún podría tener un significado matemático o teórico , por ejemplo, si el peso de la aeronave disminuyó en 5%, entonces la aeronave podría mantener una altitud constante).

¿No sería teóricamente posible que un piloto operara bastante más allá del sobre ilustrado, digamos, tirando de 4G a 340 nudos IAS a 40 000 pies? ¿Estoy en lo correcto al suponer que esto podría hacerse sin detener la aeronave, pero la aeronave perdería altitud o velocidad aerodinámica continuamente? ¿Porque está en el "lado posterior" de la curva de empuje requerido? ¿Mientras que ese no sería el caso para un punto más a la derecha, en el otro lado de la curva ilustrada?

Si las curvas reales de velocidad de pérdida continúan de hecho más o menos suavemente hacia arriba desde las "esquinas", esto implicaría que si, teóricamente, estuviéramos estableciendo una "velocidad de maniobra" para proteger a la aeronave de exceder los 6G, sería necesario a unos 430 nudos IAS a 20 000' (la "velocidad de giro" que se muestra en el diagrama), pero tendría que bajar a unos 380 nudos IAS a 30 000', muy por fuera de la envolvente de la figura dibujada. ¿Es esta, de hecho, la situación real?

¿Este diagrama en particular se trata realmente tanto del rendimiento alcanzable como de la protección de la aeronave contra el exceso de carga, al menos en la parte de G positiva de la envolvente de vuelo?

¿No es, por lo tanto, estrictamente exacto llamar a este diagrama en particular un "diagrama Vn"?

Preguntas y respuestas relacionadas con ASE:

(P): En este diagrama Vn del F-104, ¿por qué la velocidad de pérdida (en términos de IAS) disminuye con la altitud en algunas partes de la envolvente de vuelo?

@ymb1: muchas etiquetas eliminadas allí (edición n. ° 12), ¿era todo eso realmente necesario? Especialmente porque la idea central de esta pregunta era que la respuesta de hecho podría tener mucho que ver con el rendimiento de la aeronave . Y la física es un pincel bastante amplio que parecería incluir esta pregunta.
@quietflyer respondió en el chat
@ Vikki-anteriormente Sean: el problema de incluir esa última "esquina" es que causa estragos en mi pregunta "¿Estos puntos simplemente representan las "esquinas" de qué rendimiento es posible mientras se mantiene el vuelo horizontal a una velocidad constante? Obviamente, el vuelo horizontal no se puede sostener a menos de 1,0 G. Por lo tanto, volveré a modificar a algo más cercano a una edición anterior que eliminó esa "esquina".
@quietflyer: El problema de no incluir la última esquina es que su existencia invalida el razonamiento propuesto para las esquinas, dado que el vuelo horizontal no puede sostenerse a menos de +1 G, la presencia de una esquina a menos de 1 G significa que esos los puntos no pueden ser "las 'esquinas' de lo que es posible el rendimiento mientras se mantiene el vuelo horizontal a una velocidad aerodinámica constante".
@Vikki-anteriormente Sean -- ok, pensándolo bien, prepárate para otra edición
@Vikki-anteriormente Sean -- (hecho) -- pero he tenido un cambio significativo de perspectiva -- vea mis comentarios más recientes bajo la respuesta de Peter Kampf -- y vea también la pregunta relacionada: aviación.stackexchange.com/questions /86617/…

Respuestas (1)

¿Qué está causando las "esquinas" que vemos en los siguientes puntos?

Compresibilidad . Cerca de Mach 1, la pendiente de la curva de elevación aumenta de acuerdo con la regla de Prandtl-Glauert con el factor 1 1 − METRO a 2 . Dado que el eje X muestra la velocidad indicada, el punto Mach 1 se mueve hacia la izquierda al aumentar la altitud. Técnicamente, esas esquinas también deben agregarse para el límite de elevación negativa.

¿Estos puntos simplemente representan las "esquinas" de qué rendimiento es posible mientras se mantiene el vuelo horizontal?

no _ Un diagrama vn cubre todo el rango del factor de carga, mientras que el vuelo horizontal y constante ocurre a lo largo de la línea y = 1g (excepto para giros o vuelo invertido, por supuesto). Agregar más empuje no cambiará los límites. Las maniobras solo son posibles/permitidas (ver más abajo) dentro de las líneas y las maniobras a altitud constante dependen del empuje que no se incluye aquí. Las líneas muestran los límites estructurales y de sustentación; Los sobres de empuje se ven diferentes .

¿No sería teóricamente posible que un piloto operara bien fuera de este sobre?

No realmente Sí, momentáneamente, por ejemplo, el coeficiente de sustentación de pérdida sube con una tasa de cabeceo más alta , pero eso solo funciona mientras el ángulo de cabeceo aumenta. Además, a velocidad supersónica (después de todo, su ejemplo de 340 KIAS a 40 kft es equivalente a Mach 1,07), la envolvente está limitada por el ángulo de ataque, no por la sustentación. Por lo tanto, 4 g a Mach 1,07 en 40 kft está fuera de la envolvente de vuelo permisible, pero puede alcanzarse si el piloto anula el vibrador y el empujador de palanca (dependiendo de la autoridad de control).

Entonces, ¿este diagrama se trata tanto del rendimiento alcanzable como de la protección de la aeronave contra el exceso de carga?

si _ La región a la izquierda de las líneas de pérdida es imposible de volar ya que la sustentación está limitada a velocidades más bajas. Sin embargo, el límite de velocidad máxima bien podría excederse en una inmersión si el piloto decide hacerlo. Del mismo modo, el límite g podría excederse a la derecha del punto donde la envolvente se vuelve horizontal.

Gracias @JanHudec por señalar correctamente que las áreas a las que se puede llegar físicamente con un vuelo inadecuado pero que podrían dañar la estructura del avión están coloreadas en rojo.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
Para el último punto, podrías notar que los límites estructurales, donde puedes llegar manejando mal el avión, pero corres el riesgo de dañarlo, están marcados en rojo en el diagrama.
La respuesta aún podría mejorarse modificando la declaración "el vuelo horizontal ocurre a lo largo de la línea y = 1g".
@quietflyer Tiene razón, a su vez, el factor de carga es mayor que 1. Cuando escribí esto, solo estaba pensando en bucles.
¿Qué está causando estas "esquinas" en este diagrama F-104 Vn?
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