Erzeugt ein Flügel während der Startrolle vor der Rotation einen nennenswerten Auftrieb?

Ich erhoffte mir diesbezüglich einige Erkenntnisse, vielleicht auch von Piloten, die AOA-Indikatoren verwendet haben. Dies liegt daran, dass ich davon ausgehe, dass ein AOA-Indikator das einzige Mittel ist, um zumindest eine Vorstellung davon zu bekommen, wie viel Auftrieb erzeugt wird.

Die eigentliche Frage: Bei Seitenwind ist es während des Rollens die Reibung der Reifen, die das Flugzeug auf der Landebahn hält, da Sie nicht krabbeln können, bevor Sie in die Luft gehen. Wenn der Flügel während der Startrolle Auftrieb erzeugt, verringert sich diese Reibung.

Ist dieser Auftrieb signifikant oder minimal (bei einem Flugzeug mit Dreiradgetriebe)? Mit anderen Worten, nimmt die Oberflächenreibung stark ab oder bleibt sie während der gesamten Bodenrolle relativ unbeeinflusst?

Wie beeinflusst der Bodeneffekt den Auftrieb, der während des Bodenrollens bei im Wesentlichen einem festen AOA bis zur Rotation erzeugt wird?

Ich interessiere mich hauptsächlich für die Business-Jet-Seite des Hauses, Startgewichte zwischen 20 und 35 Tonnen, würde aber auch gerne wissen, was die Antworten für Verkehrsflugzeuge (Airbus, Boeing) sein könnten. Ich wollte die Flugzeuge ausschließen, die - bei allem Respekt - "komisch" auf dem Boden sitzen, wie der CRJ900 oder der G280, dachte dann aber, dass die Rumpflage möglicherweise nicht direkt mit dem AOA zusammenhängt.

Haben Geschäftsjets nicht oft ein Design, das den Flügel vor der Drehung in einen leicht negativen Anstellwinkel versetzt? (Ich erinnere mich deutlich, dass ich dies in einigen Flugtrainingsmaterialien für zivile Jetpiloten gelesen habe.) Das könnte die Auftriebskraft im Vergleich zu beispielsweise einer Cessna 172 ... oder einer F-16 ... oder einer Super Etendard (sitzt sehr nasenhoch, siehe upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/… und upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/af/CdG-photo173.jpg , von en.wikipedia.org/wiki /Dassault-Breguet_Super_%C3%89tendard ).
Betreff: Haben Business-Jets nicht oft ein Design, das den Flügel vor der Drehung in einen leicht negativen Anstellwinkel bringt? -- hauptsächlich um die Bremsleistung nach der Landung zu maximieren.
Die Frage ist also wohl mehrdeutig, es sei denn, Sie geben an, dass Sie an Antworten interessiert sind, die ein breites Spektrum an Flugzeugdesigns abdecken (in diesem Fall könnte die Frage zu weit gefasst sein?).
Re – verglichen mit, sagen wir, einer Cessna 172 … oder einer F-16 … oder einer Super Etendard – oder einer B-47 oder B-52!
Ex-Militär hier, und AOA war unser Brot und Butter während der Landung, wurde aber während des Starts überhaupt nicht verwendet, es sei denn, es war ein Notfall. Ich bin mir also nicht sicher, wonach Sie in Bezug auf die Seitenwindkorrektur suchen ... steuert wie jedes andere Flugzeug in den Wind.
Es scheint, dass, während das Flugzeug alle Räder fest auf dem Boden hat, unabhängig von der Fluggeschwindigkeit, der Anstellwinkel bestimmt werden kann, indem man einfach auf den Flügel schaut und davon ausgeht, dass der relative Wind horizontal ist - es sei denn, Sie möchten Dinge nehmen wie induzierter Aufwind (der vermutlich durch Bodeneffekte minimiert wird) – und sind typische Aoa-Indikatoren wirklich angemessen positioniert, um solche Effekte zu messen? Es ist ein interessantes Thema, aber ich bin mir nicht sicher, ob wir hier wirklich eine definierte, beantwortbare Frage haben -
@MichaelHall Ein Bereich für AOA wäre vielleicht nützlich. Wo ist es im Verhältnis zu 0 und wo ist es im Verhältnis zum maximalen L/D während des Rollens?
Die Frage scheint Anstellwinkelindikatoren mit "Auftriebskraft" -Indikatoren zu verschmelzen - sagen wir, das Flugzeug hat alle Räder fest auf dem Boden - ein festes, leicht positives Aoa (oder sogar null Aoa für ein nicht symmetrisches Tragflächenprofil) würde viel mehr Auftrieb (und weniger Gewicht auf den Rädern) bedeuten, wenn die Fluggeschwindigkeit hoch ist, als wenn sie niedrig ist.
Ich habe die Fragekachel bearbeitet, um zu fragen, wie viel Auftrieb der Flügel während der Bodenrolle erzeugt, im Gegensatz zu dem, was der AOA ist.
Diese Bearbeitung hilft nicht, und ehrlich gesagt ist dies eine bizarre Frage, die von einem Unternehmenspiloten kommt ... Sie sollten wissen, dass der Flügel bei Nullwind keinen Auftrieb erzeugt, während er bei Rotationsgeschwindigkeit einen Auftrieb erzeugt, der gleich oder etwas größer ist als der Gewicht des Flugzeugs. Bei jeder dazwischen liegenden Geschwindigkeit erzeugt es einen „merklichen“ Auftrieb, abhängig von Dingen wie dem Einfallswinkel und (wie Sie erwähnt haben) der Bodenneigung aufgrund des Fahrwerks. Abstimmung zum Schließen, es sei denn, Sie können die genaue Verwirrung klären, die Sie haben.
@MichaelHall Wenn Sie AOA bei Rotationsgeschwindigkeit nicht ändern, erhalten Sie keinen "Auftrieb gleich oder etwas größer als das Gewicht ...". Bitte treffen Sie genaue Aussagen, anstatt über Skurrilität zu urteilen.
Entschuldigung für die bizarre Bemerkung, aber ich habe Flugzeuge in die Luft gebracht, bevor ich eine positive Drehung gemacht habe, also ja, der Flügel erzeugt Auftrieb. Sie sind sich immer noch nicht sicher, was Sie verwirrt, suchen Sie nach flugzeugspezifischen Beispielen oder nach etwas Allgemeinem? Weil ich versuchen kann zu antworten, aber ich habe vorher lange Antworten gegeben, nur um herauszufinden, dass es überhaupt nicht das war, was das OP wollte ...
Wahrscheinlich trifft das nicht ganz auf Business-Jets zu, aber wenn Sie einen weichen/rauen Feldstart machen, möchten Sie so schnell wie möglich Gewicht von den Rädern nehmen, auch wenn Sie nicht vollständig in der Luft sind. Also ja, der Flügel KANN während der Startrolle einen nennenswerten Auftrieb erzeugen.

Antworten (3)

Zurück zu den Grundlagen: mit Anerkennung an @jamesqf für den Kommentar zum Start auf weichem/rauem Feld ... "so schnell wie möglich Gewicht von den Rädern nehmen".

Bei einem Seitenwindstart belassen wir so viel Gewicht wie möglich auf den Rädern und drehen uns dann.

"Da man nicht krabbeln kann, bevor man in die Luft geht"

Seiten- und Querruder werden mit zunehmender Geschwindigkeit wirksam, sogar vor dem Abheben. Insbesondere das Seitenruder hilft dabei, die Spur zu halten, während die Radreibung ein seitliches Rutschen verhindert. Einmal in der Luft ersetzt eine Bank (von den Querrudern) die Reifen! Aber Querrudereingaben sollten auch während der Startrolle da sein, um dabei zu helfen, den gegen den Wind gerichteten Flügel unten zu halten.

Generisches Freizeit-Dreirad-Ausrüstungsverfahren:

Weiches Feld: Klappen nach unten / Joch weiter hinten (erhöht AOA).
Seitenwind: Klappen nach oben (geringerer AOA) bis zum Start, Querruder in den Wind, Seitenruder (allgemein) nach Bedarf weg, "schnelle" Drehung.

Flugzeuge mit Dreiradgetriebe sind normalerweise für minimalen Auftrieb vor der Drehung ausgelegt, da diese Konfiguration den Luftwiderstand minimiert und den Startlauf verkürzt .

Aber selbst bei gleichem Flugzeug können Klappen-/Vorflügelkonfiguration und Trimmung/Yoke-Position einen großen Einfluss auf die Höhe des Auftriebs haben, der vor der Rotation erzeugt wird, basierend auf einem bestimmten Satz von Bedingungen.

Bodeneffekte werden bei niedrigerem AOA auch viel geringer sein.

Da "25-30-Tonnen-Business-Jets" in der Regel ziemlich teuer sind, kann man sich für genauere Details an einem Training für dieses spezielle Modell beteiligen.

Airfoil-spezifische Auftrieb vs. AOA-Informationen sind auch unter airfoiltools.com verfügbar .

Ein „erheblicher Auftrieb“ ist subjektiv, aber dank der obigen Antwort von @RobertDiGiovanni konnte ich einige Beispielwerte ausarbeiten, die unten gezeigt werden. (Ich habe den Link zu airfoiltools.com verwendet , um CL-Daten zu erhalten, um die Auftriebsgleichung für eine B737 - genauer Typ nicht angegeben - bei verschiedenen Geschwindigkeiten während der Bodenrolle ungefähr zu lösen).

Bei einem angenommenen konstanten (bis zur Drehung) AOA von 0 Grad (und somit einem CL von 0,2), beträgt der Auftrieb bei 80 Knoten etwa 2000 kg und etwa 6500 kg bei 147 Knoten (147 ist der Vr für eine B737-500 bei MTOW - 60 Tonnen - pro b737.org.uk )

In diesem Fall erreicht der Auftrieb bis kurz vor der Rotation und dem damit verbundenen starken Anstieg des AOA etwas mehr als 10 % des Flugzeuggewichts.

Bei einem AOA von 5 Grad (CL 0,6) finde ich einen Auftrieb von 6000 kg bei 80 und 23000 kg bei 147 Knoten. Das ist viel wichtiger in Bezug auf MTOW.

Letztendlich untersuche ich, wie sich das Risiko einer seitlichen Landebahnabweichung bei einem „rutschigen“ Start bei Seitenwind im Laufe der Zeit entwickelt, vom Lösen der Bremse bis zur Drehung. Ich hätte diese Informationen vielleicht in die ursprüngliche Frage aufnehmen sollen. Gute eindeutige Fragen sind ziemlich schwer zu stellen.

Die Antworten bleiben wahrscheinlich ungefähr, da ich keine Tragflächenspezifikationen für "mein" Flugzeug gefunden habe.

Die Trimmeinstellung (normalerweise eingestellt für ca. V2 aus Handlingsgründen bei Motorausfall) kann eine unerwünschte Drehung ohne Piloteneingabe verursachen und muss möglicherweise tatsächlich entgegengewirkt werden, insbesondere unter den oben genannten Umständen.

Bearbeiten: Die airfoiltools.com-Daten geben die Klappenkonfiguration nicht an, diese Ergebnisse können ohne Klappen sein - dies ist nicht die Art und Weise, wie die meisten Flugzeuge für den Start konfiguriert sind.

Es scheint, dass die Robustheit der Bugradbaugruppe eine Rolle spielen würde, ebenso wie die Masse gegenüber der Seitenfläche. Die Militärexemplare (teilweise mit Katapult) können aufgerichtet werden, da sie sehr schnell nach vorne geschossen werden. (Ein Xwind TO kann auch von Vollgas profitieren). Das Querruder sollte auf mindestens einer Seite mit Abtrieb helfen (aber auf der anderen heben). Eisig kann viel schlimmer sein.
@RobertDiGiovanni Ja, einige dieser Bugfahrwerksbaugruppen sehen weniger als robust aus - Zeuge eines bekannten 3-motorigen Bizjets. Interessant wäre auch zu sehen, welche Art von Abtrieb während des Bodenrollens durch Abwärtsbewegung des Höhenruders erzeugt werden kann. Und wie viel das Bugfahrwerk aushalten kann.
... und ich bin sehr gespannt, wie die tatsächliche AOA dieser B737 während der Bodenbewegung ist, falls jemand eine Ahnung hat.

Während ein Flugzeug während des Starts am Boden läuft, während es sich noch auf dem Boden befindet, insbesondere ein Flugzeug mit Dreiradgetriebe, bewegt sich der Anstellwinkelanzeiger nicht.

Dies bedeutet nicht, dass die Flügel des Flugzeugs keinen Auftrieb erzeugen. Denken Sie an die Auftriebsformel. L = C L ∗ ρ   ∗ S A ∗ v 2

Der Einfallswinkel, der die Flügel mit dem Rumpf verbindet, ist höchstwahrscheinlich positiv und ergibt ein positives Ergebnis C L . Der typischerweise seitlich am Rumpf angebrachte Anstellwinkelanzeiger zeigt jedoch keinen Auftrieb an.

Wir wissen, dass die Flügel aufgrund der korrekten Startweise bei Seitenwind Auftrieb erzeugen. Der Pilot muss die Querruder so positionieren, dass der Flügel auf der Luvseite nach unten gedrückt wird, um zu verhindern, dass der Wind den Flügel erfasst. Uns wird auch beigebracht, das Flugzeug nach der Landung weiter zu fliegen und die Querruder so zu positionieren, dass die Flügel unten bleiben.

Viele Jets haben Spoiler, die im Falle eines Startabbruchs oder während des Landeausrollens ausfahren. Die Idee ist, den von den Flügeln erzeugten Auftrieb zu reduzieren und die Flügel nach unten zu drücken, damit die Reifen den Asphalt besser greifen können.

In den Jets, die ich fliege, wird uns beigebracht, das Steuerhorn vor VR nach vorne zu drücken, damit sich die Nase nicht künstlich hebt, bevor es Zeit ist. Dies ist nur möglich, wenn an den Flügeln vor der Drehung Auftrieb erzeugt wird. Es sagt uns auch, dass das Höhenruder während der Startrolle eine Kraft nach unten erzeugt.

Siehe chat.stackexchange.com/rooms/138029/… für einige Kommentare – von denen einige die Verbesserung der Antwort erleichtern könnten –
Erzeugt ein Flügel während der Startrolle vor der Rotation einen nennenswerten Auftrieb?
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