Kann Gieren eine Steilspirale entwickeln?

Ich frage mich, ob der "verlängerte" Effekt der Verwendung von Gieren einen Spiraltauchgang verursacht. Ich verstehe, dass eine Steilspirale durch einen übermäßigen Querneigungswinkel verursacht wird, aber kann sie auch durch übermäßiges Gieren verursacht werden? Eine Steilspirale hat die Merkmale eines schnellen Geschwindigkeitsanstiegs, eines schnellen Höhenverlusts und eines nicht abgewürgten Flügels. Ein Flugzeug, das lange Zeit zu einer Seite giert, macht all diese Dinge, sollte es also nicht die anhaltende Wirkung des Gierens ein Spiralsturz sein?

Außerdem, wenn das Flugzeug eine Schleuderkurve macht, warum entwickelt das Flugzeug keine Steilspirale? Warum kann ein Flugzeug nur dann in eine Steilspirale eintreten, wenn es eine Rutschkurve macht?

Danke.

Wie kamen Sie auf die Idee, dass es einen Zusammenhang zwischen seitlichem Ausrutschen und dem Eintritt in eine Steilspirale gibt? Wenn Sie auf diese Idee in Flugtrainingsmaterialien gestoßen sind, wäre es hilfreich, wenn Sie Ihrer Frage ein Zitat hinzufügen würden.
Ihr erster Absatz fragt, ob es wahr ist, und Ihr zweiter Absatz geht davon aus, dass es wahr ist. Wie auch immer, die Stabilität des Flugzeugs bestimmt jede Tendenz zum unkorrigierten Gieren, das sich zu einer Spirale entwickelt. Ich glaube nicht, dass es eine allgemein richtige Antwort auf die Frage gibt.

Antworten (2)

Ich frage mich, ob der "verlängerte" Effekt der Verwendung von Gieren einen Spiraltauchgang verursacht. Ich verstehe, dass eine Steilspirale durch einen übermäßigen Querneigungswinkel verursacht wird, aber kann sie auch durch übermäßiges Gieren verursacht werden?

Wenn Sie mit "Gieren" die Gierrate des Flugzeugs meinen , können wir Folgendes beobachten:

  1. In einer Kurve mit konstanter Höhe und niedriger Fluggeschwindigkeit, wo der Querneigungswinkel ziemlich steil ist – sagen wir 45 Grad – ist die Gierrotationsrate des Flugzeugs hoch, aber das Flugzeug befindet sich nicht in einer Steilspirale. (Ein Segelflugzeug, das in einem thermischen Aufwind kreist, ist ein weiteres Beispiel für ein Flugzeug mit einer hohen Rotationsrate, das sich nicht in einer Steilspirale befindet.) Aber in dieser Situation kann der Pilot mit den Querrudern etwas Roll-Out-Eingabe halten, um das zu verhindern Querneigungswinkel von zunehmendem - siehe unten für mehr dazu.

  2. Selbst im vollständig "koordinierten" Flug (das Flugzeug ist auf die momentane Richtung der Flugbahn ausgerichtet und zeigt daher direkt in den "relativen Wind") erzeugt eine hohe Gierrotationsrate einen Unterschied in der Fluggeschwindigkeit zwischen den beiden Flügelspitzen, der dazu neigt zu machen der Querneigungswinkel nimmt zu. Wenn der Pilot keine Rolleingabe mit den Querrudern vornimmt, um dem entgegenzuwirken, kann dies dazu führen, dass das Flugzeug in eine Steilspirale eintritt.

  3. Wenn wir im Flügelhöhenflug mitfliegen und dann auf eines der Seitenruderpedale treten, um eine hohe Gierdrehrate herzustellen, landen wir in einer Schleuderkurve, die tatsächlich zu einer Steilspirale führen kann. Siehe unten für mehr.

Außerdem, wenn das Flugzeug eine Schleuderkurve macht, warum entwickelt das Flugzeug keine Steilspirale? Warum kann ein Flugzeug nur dann in eine Steilspirale eintreten, wenn es eine Rutschkurve macht?

Dies ist ein Missverständnis. Wenn Sie in einem typischen Flugzeug der allgemeinen Luftfahrt für einen Horizontalflug trimmen, Ihre Hände vom Steuerhorn nehmen und dann das volle Ruder halten, werden Sie am Ende in eine ziemlich steile Böschung in Richtung Ihres Rudereingangs rollen. Das Rollen wird nicht nur durch den oben erwähnten Unterschied in der Fluggeschwindigkeit zwischen den beiden Flügelspitzen angetrieben, sondern auch durch den seitlichen Luftstrom, der mit der V-förmigen Geometrie des Flügels interagiert (einschließlich verwandter Effekte wie z. Flügelkonfiguration.) Sie befinden sich in einer Steilspirale in Richtung Ihres Rudereingangs, wobei die Rutsch-Rutsch-Kugel zur Außenseite oder zur hohen Seite der Kurve verschoben ist. Mit anderen Worten, Sie befinden sich in einer rutschenden Spirale.

Es ist wahr, dass ein Steilspiralenflug ohne Rudereingabe des Piloten typischerweise mit einem kleinen Seitenschlupf verbunden ist – aber das gilt auch für waagerechte Kurven. Selbst wenn bei einer Steilspirale Seitenschlupf vorhanden ist, ist der Seitenschlupf nicht wirklich das, was die Steilspirale antreibt. Das Hinzufügen eines Innenruders, um den Seitenschlupf zu eliminieren, führt normalerweise dazu, dass der Querneigungswinkel steiler wird , wodurch der Tauchwinkel steiler wird .

Diese Antwort basiert auf dem Konzept, dass ein steiler Querneigungswinkel ein Schlüsselelement einer Steilspirale ist. Wenn Sie versuchen zu fragen, ob sich aufgrund einer übermäßigen Gierrate eine Steilspirale entwickeln kann, während der Querneigungswinkel flach bleibt, wäre die Antwort im Allgemeinen "nein". Wenn Sie in eine starke Schleuderkurve einfahren, während Sie die Querruder nach Bedarf verwenden, um den Querneigungswinkel flach zu halten, erhöht der zusätzliche Luftwiderstand durch das seitliche Fliegen die Sinkrate, jedoch nicht in dem Maße, wie das Manöver allgemein beschrieben würde eine „Spirale“. Aber vergessen Sie nicht, dass eine Schleuderkurve eine Einladung zum Trudeln sein kann! Das ist die klassische „Falle“ im Landemuster – der Pilot erkennt die Notwendigkeit, die Wendegeschwindigkeit zu erhöhen, zögert jedoch, den Querneigungswinkel zu erhöhen, also versucht er (vielleicht unbewusst) stattdessen, die Wendegeschwindigkeit zu erhöhen, indem er ein zusätzliches Seitenruder verwendet, aber Dies neigt dazu, die Nase abzusenken, was den Piloten dazu verleitet, den Steuerknüppel oder das Steuerhorn übermäßig nach achtern zu bewegen – und das Flugzeug wird abgewürgt und dreht sich.

Ok, also kurz gesagt: Gieren kann eine Steilspirale entwickeln?
@ user14397644 Die Gierrate treibt die Erhöhung des Querneigungswinkels an, also ja.
In Bezug auf die Gier-/Roll-Kopplung in typischen GA-Flugzeugen ist es tatsächlich möglich, das Flugzeug über lange Zeiträume ohne das Steuerhorn zu steuern: Ich bin ganze Reisestrecken mit sanftem Seitenruder zur Richtungssteuerung und Trimmung/Power zur Nicksteuerung geflogen. Es ist eine gute Übung, um eine neue Dimension des Flugzeuggefühls zu entwickeln.
@TypeIA - es macht noch mehr Spaß, eine Reihe von Rückwärtskurven mit Neigungswinkeln von bis zu 30 Grad oder mehr zu üben, ohne das Joch zu berühren. Es gibt einem wirklich ein Gefühl dafür, wie die Nase dazu neigt, sich zu erheben, wenn der Querneigungswinkel schnell abnimmt, da das Flugzeug die übermäßige Fluggeschwindigkeit (und damit den übermäßigen Auftrieb) aus der Kurve beibehält, bis die übermäßige Fluggeschwindigkeit Zeit zum Abblasen hat.
(Forts.) Manchmal ist der Pilot gezwungen, Rollen zu verwenden (in diesem Fall über eine Schlupf-Roll-Kopplung mit den Ruderpedalen erreicht), um die Neigung zu steuern – z die Nase.

Es muss daran erinnert werden, dass der Flügel zu jedem Zeitpunkt bei weitem mehr Kraft erzeugt als jeder andere Teil des Flugzeugs, einschließlich des Triebwerks .

Rutschende Kurven neigen viel eher dazu, eine Steilspirale zu erzeugen, da die kritischen Zutaten bereits vorhanden sind: Auftriebsverlust von der steileren Bank und eine stärkere Kraft, die das Flugzeug seitwärts zieht. Aufgrund der Querneigung beginnt das horizontale Leitwerk, einschließlich des Höhenruders, das Flugzeug in eine absteigende Spirale zu ziehen. Piloten, die versuchen, den Sinkflug zu stoppen (insbesondere wenn sie aufgrund fehlender VFR-Bedingungen desorientiert sind), ziehen die Spirale an, indem sie stärker am Höhenruder ziehen.

Der vertikale Auftrieb wird viel weniger von der kleineren Bank der Schleuderkurve beeinflusst, daher ist weniger bekannt, dass er eine Spirale erzeugt (aber bekannter, dass er einen tödlichen Spitzenstillstand erzeugt).

Das Schlüsselelement einer "Schleuder"-Eingabe (Ruder) ist die Fähigkeit des Ruders, das Flugzeug zu rollen. Hochflügel-Trainer haben viel Fläche unter dem Schwerpunkt und müssen mit den Querrudern "geholfen" werden, um den Querneigungswinkel in einer Kurve beizubehalten. Ohne Querrudereingabe neigen sie eher zum „Schleudern“ (Neigungskugel nach außen).

Niedrigflügelflugzeuge mit mehr Fläche über dem Schwerpunkt und einer V-Form können nur mit hartem Seitenruder "einrastend" gerollt werden.

Segelflugzeuge haben aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds an den Flügelspitzen ihrer langen Flügel auch eine größere Tendenz, mit dem Seitenruder zu rollen.

Man kann also sehen, dass es möglich ist, ein Flugzeug so zu konstruieren, dass es eine koordinierte Roll-/Gierdrehung nur mit dem Seitenruder ausführt. (Wenn es genug rollt, rutscht es nicht mehr!).

Eine Schleuderkurve erzeugt viel Luftwiderstand, der aufgrund des Geschwindigkeitsverlusts eine Abwärtsspirale auslösen kann , aber es sind der Flügel und die horizontalen Oberflächen in einer Böschung, die die wahren Schuldigen an diesem haarsträubenden Szenario sind.

Glücklicherweise kann man sich erholen, indem man den Aufzug entspannt, den Strom abschaltet und vor dem Aussteigen auf die Ebene rollt.

Zu "Ausrutschende Kurven neigen viel eher dazu, einen Spiralsturz zu erzeugen, da die kritischen Zutaten bereits vorhanden sind: Auftriebsverlust von der steileren Bank und eine stärkere Kraft, die das Flugzeug seitwärts zieht." - Ich bezweifle dies. Bei jeder Querneigung kann entweder eine Gleitkurve oder eine Schleuderkurve geflogen werden. In einer Rutschkurve erzeugt die Dieder ein Rolldrehmoment in Richtung Flügelhöhe, während in einer Schleuderkurve die Dieder ein Rolldrehmoment von der Flügelhöhe weg erzeugt.
(Außerdem ist für einen gegebenen Querneigungswinkel der Auftriebsvektor des Flügels größer, wenn das Flugzeug rutscht, als wenn es koordiniert ist, und größer, wenn es koordiniert ist, als wenn es rutscht. Für eine gegebene Wenderate bei einer gegebenen Fluggeschwindigkeit auf der Andererseits sind der Querneigungswinkel und der Auftriebsvektor des Flügels in der Schleuderkurve am geringsten und in der Rutschkurve am größten.)
Ihre Aussagen über die Auswirkungen von Hoch- oder Tiefdeckerkonfigurationen scheinen mir auch nicht genau zu sein. Na ja, die Themen Rutschen und Schleudern haben sich auch in der Vergangenheit als fruchtbarer Boden für viele konkurrierende Antworten erwiesen ...
Aber im Allgemeinen gelten Schleuderkurven als Einladung zu einem Stall-Spin-Unfall. Das versehentliche Ausrutschen in einer Kurve wird im Allgemeinen nicht als gefährlich angesehen, obwohl Ihre Antwort darauf hindeutet, dass es sich um eine Einladung zu einem Spiralsturz handelt -??
@quiet flyer Eine Kurve mit einer bestimmten Rate hat eine steilere Bank auf dem Slip. Der vertikale Schwerpunkt (in Bezug auf die Seitenfläche) spielt eine Rolle bei der Rollrate durch die Ruderanwendung (ein V-förmiger "Effekt"). Obwohl koordiniert am besten ist, wäre eine Spirale mit nicht blockierten Flügeln "sicherer" als ein durch Rutschen verursachter Spitzenstillstand, der plötzlich, besonders niedrig sein kann. Die Tip-Stall-Wiederherstellungstechnik für den DC3 beinhaltete umgekehrte Querruder, was nicht gut wäre, wenn die Spitze nicht blockiert wäre. Diese Gedanken haben mein Interesse an Lamellen geweckt.
Ich denke, es hängt alles davon ab, welche Variablen wir konstant halten. In der realen Welt scheint mir für bemannte Flugzeuge (im Gegensatz zu Modellflugzeugen) ein Spiralsturz normalerweise nur eine Gefahr zu sein, die beim Instrumentenflug auftritt, und es fällt mir schwer, mir ein Szenario vorzustellen, in dem die Tendenz besteht, Seitenschlupf zuzulassen während Drehen würde die Entwicklung einer Steilspirale wahrscheinlicher machen. Wegen des Ausrollmoments, das normalerweise durch einen Seitenschlupf entsteht. Aber ja, Sie haben Recht, für eine bestimmte Wendegeschwindigkeit ist mehr Querneigung erforderlich, wenn das Flugzeug rutscht, als wenn dies nicht der Fall ist. Andererseits gilt für einen bestimmten Querneigungswinkel ..
Ich habe auch Probleme, Ihren Vorschlag, dass Hochdecker dazu neigen, aus Kurven zu rollen, mit Ihrem Vorschlag in Einklang zu bringen, dass Tiefdecker dazu neigen, eine stärkere Rollreaktion auf Rudereingaben zu zeigen. In Wahrheit sind eine verbesserte Rollstabilität und eine verbesserte Kopplung zwischen Schlupf und Roll beide Folgen einer "effektiven Dieder". "Effektive Dieder" können durch eine Hochflügelgeometrie oder durch Sweep sowie durch tatsächliche Dieder erzeugt werden. Jedenfalls kann ich dem Vorschlag nicht zustimmen, dass es einfacher ist, das Seitenruder zur Steuerung des Rollens in Tiefdeckerflugzeugen als in Hochdeckerflugzeugen zu verwenden.
@quietflyer Sie haben Recht, dass der Versuch, "Hoch- oder Tiefflügel" zu verallgemeinern, nicht die beste Art ist, dies zu beschreiben. Genauer ist die Seitenfläche in Bezug auf CG, die verwendet werden kann, um einen "Anhedral- oder Dieder-Effekt" zu erzeugen, der ein Rollen entweder verhindert oder mit einem Gier-Eingang koppelt. Ironischerweise rutscht es umso weniger, je mehr es rollt. Vor Jahren zeigte mir ein Ausbilder, wie man ein R/C-Flugzeug mit Ruder dreht. Davor habe ich nur gebankt und gezerrt. Es war ein Hochflügel-Trainer mit viel V -Form, also verstehe ich, was Sie sagen.
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