Bei der Untersuchung des solarbetriebenen Helios-Flugzeugs der NASA mit einer Spannweite von 247 Fuß schien es, dass eine gleichmäßige Verteilung des Gewichts dazu beitragen würde, während des Flugs eine geringere Biegespannung über seine Spannweite zu erzeugen, da sich Schwerkraft und Auftriebskräfte im Vergleich zu einem einzelnen Rumpf gleichmäßiger aufheben würden .
Die Helios hatten darunter beabstandete Kapseln, aber keine an den Enden. Das Flugzeug, das sich in Turbulenzen (möglicherweise einem Aufwind) befand, die dazu führten, dass sich seine Flügelspitzen nach oben bogen, begann einen Aufwärts- / Abwärtsneigungszyklus, bis der Flügel versagte. Könnte ein gleichmäßigerer Gewichtsabstand auf dem Flügel die Wahrscheinlichkeit verringern, dass dies erneut passiert?
Die Nettoflügelbelastung (Gewicht pro Einheit Auftriebsfläche) kann im Horizontalflug nicht Null sein. Der Auftrieb muss gleich dem Gewicht sein, sonst beschleunigt das Flugzeug in Richtung der Nettokraft.
Die Lastverteilung auf dem Helios ist so ausgelegt, dass das Biegemoment entlang der Spannweite reduziert wird, was eine ganz andere Sache ist. Wie Sie bemerken, war diese Optimierung nicht perfekt, obwohl die Nickoszillation nicht unbedingt mit dem im Video gezeigten Flügelflex zusammenhängt.
Gewichts- und aerodynamische Auftriebskräfte heben sich nur auf (0 Nettobelastung)
Auftrieb und Gewicht heben sich auf, wenn ihre Vektorsumme Null ist . Dh .
Die Flächenbelastung ist jedoch das Verhältnis ihrer Größen , . Da wir aus der vorherigen Gleichung haben , können wir ersetzen und sehen Sie trivialerweise, dass die Flächenbelastung ist, wenn sich Gewicht und Auftrieb aufheben .
Dies ist immer dann der Fall, wenn das Flugzeug bei jeder Geschwindigkeit geradeaus und waagerecht fliegt.
Die einzige Situation, in der die Nettolast Null ist, ist, wenn der Auftrieb Null ist, was bedeutet, dass es entlang einer Flugbahn des freien Falls fliegt.
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Robert DiGiovanni
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