Kräfte in einer Rutschkurve [Duplikat]

Ich habe Probleme zu verstehen, warum der Ball (auf dem Turn & Slip-Anzeiger) in die Kurve fällt, z. B. nach links fällt, wenn das Flugzeug nach links gerollt wird, wenn es sich in einer unkoordinierten Kurve befindet (Schlupfkurve). Welche Kräfte stecken dahinter?

Aus Online-Lektüre zitieren viele Quellen, dass das Flugzeug in einer Rutschkurve zu stark für die Wendegeschwindigkeit geneigt ist. Die horizontale Auftriebskomponente ist also größer als die Zentrifugalkraft. Infolgedessen fällt der Ball in die Kurve, da weniger g-Kraft vorhanden ist, um den Ball zu "zentrieren".

Ist die Zentrifugalkraft nicht gleich und entgegengesetzt zur horizontalen Komponente des Auftriebs? Wie kann eine rutschende Kurve die Zentrifugalkraft verringern? Was ist im Wesentlichen so besonders an der Schlupfkurve, dass sich die Zentrifugalkraft ändern kann?

Normale, rutschende und schleudernde Kurven

Bild von: http://avstop.com/ac/flighttrainghandbook/forcesinturns.html

Vielen Dank für Ihre Antworten. So sehr ich zustimme, dass die von Ihnen geteilten Links ihre Vorzüge haben, kann ich immer noch nicht genau sagen, wie genau sich eine rutschende Drehung auf die Zentrifugalkraft auswirken kann.
Ich verstehe nicht, warum diese Antwort Ihre Frage nicht beantwortet. Sie können das präzisieren.
Bitte entschuldigen Sie, aber ich habe Probleme, diese spezielle Antwort auf meine Frage zu beziehen. Ich habe den Eindruck, dass die erzeugte Zentrifugalkraft GLEICH und der horizontalen Komponente des Auftriebs entgegengesetzt ist. Daher kann ich nicht nachvollziehen, warum die Zentrifugalkraft geändert werden kann.
Die Antworten in den verknüpften Fragen umfassen alle Beschleunigungen, einschließlich derjenigen, die Sie mit einer Zentrifugalkraft modellieren können (was nur hier berücksichtigt werden soll, dass das Flugzeug beim Wenden kein Trägheitsbezugssystem ist).
Ich denke, mein mangelndes Verständnis ist ein Spiegelbild meiner schwachen Grundlagen in Physik. Vielleicht entzieht sich das jetzt meiner Kenntnis. Vielen Dank für Ihre Antworten.
So können Sie Ihre Frage in kleinere Teilprobleme aufteilen und diese in separaten Fragen stellen, auch zu Physik.SE
@Manu H Viele dieser "Antworten" dienen nur dazu, ein sehr einfaches Konzept zu verwirren.
Dies kann ein weiterer Fall sein, in dem die neue Frage besser ist (zumindest einfacher und für einen Anfänger leichter zu verstehen) als die Fragen, die sie möglicherweise dupliziert - wie hier auf ASE Meta besprochen - Aviation.meta.stackexchange.com/questions/ 4092/…
"Viele dieser "Antworten" dienen nur dazu, ein sehr einfaches Konzept zu verwirren." JA!!! Ich wünschte nur, ich wäre rechtzeitig eingeloggt gewesen, um für eine frühere Schließung zu stimmen. Gute Trauer schon...
Ich bin so froh, dass ich mich rechtzeitig angemeldet habe, um dieser armen Seele unnötige Verwirrung zu ersparen. Es ist eine harte Sache, auf See verloren zu sein, nur mit der offiziellen FAA-Erklärung als Anleitung, wie sie sich in unzähligen Flugtrainingsmaterialien widerspiegelt ...
Schade, dass die Leute, die diese Frage schließen, auch "auf See treiben" zu sein scheinen. @quietflyer hat einmal gefragt "was in diesen Diagrammen fehlt", ich würde vorlegen: ein Bild von der Kurve selbst. Die Gierkomponente WRT Erde bewirkt, dass sich der Ball außerhalb des Kreises bewegt . Aus diesem Grund "erstellen wir eine Bank", genau wie ein Straßenbauer, um den Bauch des Flugzeugs auf den neuen kombinierten G-Vektor zu zentrieren. In einer flachen Kurve macht das Ruder die gierende WRT-Erde . "Bank und Yanker" wissen, in einer Steilkurve ist es auch der Fahrstuhl .
@RobertDiGiovanni – Schade, dass du Probleme mit dem Chat hast, wir könnten dort mehr besprechen –
"Was ist im Wesentlichen so besonders an der Schlupfkurve, dass sich die Zentrifugalkraft ändern kann?" - Das ist sehr prägnant und sehr gut erklärt. Dies ist nicht die Hauptrichtung einer der Fragen, von denen vorgeschlagen wurde, dass diese Antwort ein Duplikat ist. Meiner Meinung nach reicht dieser Satz allein aus, um diese Frage als kein Duplikat einer anderen ASE-Frage zu qualifizieren. Bitte denken Sie über die Angelegenheit nach und erwägen Sie, für eine Wiedereröffnung zu stimmen, oder, wenn Ihr Rufwert dies nicht zulässt, markieren Sie die Wiedereröffnung mit einer Anmerkung, warum.
Um in der gleichen Richtung fortzufahren – ich habe mir die Fragen angesehen, die als mögliche Duplikate vorgeschlagen wurden – eine betrifft die Wirkung von Seitenwind, die hier völlig irrelevant ist. Einer davon ist, was der Slip-Skid-Ball misst. Selbst wenn man vollständig verstehen würde, was die Rutsch-Gleit-Kugel misst, also das Gleichgewicht zwischen Zentrifugalkraft und Gewicht, würde dies die Frage nicht beantworten: „Das Besondere an der Rutsch-Drehung kann im Wesentlichen die Änderung der Zentrifugalkraft ermöglichen ?". Nur weil sich einige der Antworten überschneiden, heißt das nicht, dass die Fragen es tun. Bitte beachten Sie und stimmen Sie entsprechend ab.
Betreff -- "Ich verstehe nicht, warum diese Antwort Ihre Frage nicht beantwortet. Sie können das näher ausführen." -- siehe unmittelbar vorangehender Kommentar. Nur weil sich einige der Antworten überschneiden, bedeutet dies nicht, dass die tatsächlichen Fragen ausreichend identisch sind, um als Duplikate betrachtet zu werden. Nur weil die Antwort auf eine neuere Frage in der Antwort auf eine ältere Frage gefunden werden kann, bedeutet das nicht, dass die beiden Fragen Duplikate sind. Viele Antworten sind umfassender als der Inhalt, der zur Beantwortung der tatsächlich gestellten Frage erforderlich wäre. Bitte denken Sie darüber nach und stimmen Sie für die Wiedereröffnung ab.
@quietFlyer, habe das bis heute nicht gesehen ... Aber die einfachste Antwort ist genau das, einfach. Da die einzigen Kräfte, die gefühlt werden können, reale Kräfte sind, nicht fiktive, ist die einzige Kraft, die auf den Ball wirkt, die aerodynamische Kraft auf das Flugzeug. SO sitzt der Ball NUR dann auf einer Seite des Rennens, wenn die gesamte Vektorsummierung aller aerodynamischen Kräfte auf das Flugzeug in einem Winkel ausgerichtet ist, der zu einer Seite der vertikalen "z" -Achse des Flugzeugs (nicht senkrecht zu den Flügeln) ausgerichtet ist ). es liegt an einem Punkt, der dem Winkel des gesamten aerodynamischen Kraftvektors genau gegenüberliegt. Das ist es. Das ist alles, was zählt.

Antworten (2)

Ich habe Schwierigkeiten zu verstehen, warum der Ball (auf dem Turn & Slip-Anzeiger) in die Kurve fällt ... in einer unkoordinierten Kurve (Schlupfkurve). Welche Kräfte stecken dahinter?

Der Ball wird auf eine Seite verschoben, weil das Flugzeug seitwärts durch die Luft fliegen darf. Die Nase ist nicht mit der momentanen Richtung der Flugbahn ausgerichtet, sondern wird vielmehr so ​​geschwenkt, dass sie nach links oder rechts von der momentanen Richtung der Flugbahn zeigt.

Dadurch trifft der Luftstrom auf die Seite des Flugzeugs und erzeugt eine aerodynamische Seitenkraft, die dazu führt, dass der Ball zur Seite verschoben wird.

Es gibt viele Gründe, warum ein Flugzeug dazu neigt, in einer Kurve leicht nach links oder rechts gegiert zu fliegen. Die meisten dieser Gründe neigen eher zu einem Ausrutschen als zu einem Schleudern. Abgesehen von dem offensichtlichsten Grund einer signifikanten, absichtlichen Auslenkung des Ruders durch den Piloten umfassen diese Gründe die gekrümmte Natur des relativen Windes während des Kurvenflugs und seine Auswirkungen auf die Leitwerke (auch als "aerodynamische Dämpfung" bezeichnet) und die Tatsache, dass sich die äußere Flügelspitze schneller bewegen muss und daher tendenziell mehr Luftwiderstand erzeugt als die innere Flügelspitze. Bei einem Flugzeug mit Propeller kann auch der P-Faktor eine Rolle spielen, der je nach Drehrichtung dazu neigt, entweder einen Schlupf oder ein Schleudern zu fördern. Die Einstellung der Seitenrudertrimmung kann ebenfalls ein Faktor sein. Wenn sich der Querneigungswinkel ändert, ungünstiges Gieren durch die ausgelenkten Querruder und durch die Rollbewegung selbst spielt eine große Rolle, die bei zunehmender Querneigung stark zum Schlupf und bei abnehmender Querneigung zum Schleudern neigt. In allen Fällen besteht die Heilung darin, dass der Pilot das Seitenruder nach Bedarf verwendet, um diese Effekte zu kompensieren und die Nase des Flugzeugs mit der momentanen Richtung der Flugbahn auszurichten, sodass die Nase direkt in den "relativen Wind" zeigt und Der Luftstrom trifft nicht auf die Seite des Rumpfes.

Beachten Sie, dass "zu wenig oder zu viel Auftrieb in Bezug auf den Querneigungswinkel" oder "zu wenig oder zu viel Zentrifugalkraft in Bezug auf den Querneigungswinkel haben" keine Ursachen für Rutschen oder Schleudern sind. Vielmehr sind sie Folgen von Ausrutschern oder Schleudern. Ursache sind die oben aufgeführten aerodynamischen Effekte, die ein Giermoment erzeugen, das das Flugzeug trotz der allgemein stabilisierenden Wirkung des Seitenleitwerks leicht seitwärts durch die Luft fliegen lässt. Dazu später mehr.

Warum also wird der Slip-Skid-Ball aus der Mitte verschoben, wenn das Flugzeug seitwärts durch die Luft fliegt? Wenn der Luftstrom auf die Seite des Rumpfes trifft, erzeugt dies eine aerodynamische Seitenkraft, die orthogonal (senkrecht) zur Flugbahn in einer Richtung wirkt, die ungefähr parallel zur Spannweite ist. Diese Seitenkraft zeigt in einem Schlupf auf die hohe Flügelspitze und auf die niedrige Flügelspitze in einer Kufe. Diese reale aerodynamische Kraft wurde in dem Ihrer Frage beigefügten Diagramm der Rutschkurve vollständig weggelassen. Dies ist ein großer Fehler im Diagramm.

Diese aerodynamische Seitenkraft trägt zu der vom Flugzeug erzeugten aerodynamischen Nettokraft bei, so dass der Vektor der aerodynamischen Nettokraft im Bezugsrahmen des Flugzeugs nicht mehr gerade nach oben zeigt, dh parallel zur vertikalen Flosse.

Die Gleit-Gleit-Kugel neigt dazu, sich im gebogenen Glasrohr immer an dem Punkt im Rohr zu positionieren, der genau senkrecht zum Vektor der aerodynamischen Nettokraft steht. Wenn die Kugel an einem anderen Punkt in der Röhre positioniert wird, "spürt" sie eine scheinbare Kraft nach links oder rechts und verändert ihre Position. Wenn die aerodynamische Nettokraft im Referenzrahmen des Flugzeugs nicht "gerade nach oben" zeigt, positioniert sich die Kugel nicht selbst am "Boden", dh in der Mitte des gekrümmten Glasrohrs.

Eine andere Möglichkeit, die Situation zu betrachten, besteht darin, die scheinbare "Last" zu betrachten, die aufgrund der kombinierten Wirkung von Gewicht und "Zentrifugalkraft" auf die Kugel wirkt. Die Kugel neigt dazu, sich im gekrümmten Glasrohr immer an der Stelle im Rohr zu positionieren, die genau senkrecht zum Vektor "Last" steht. Wenn der "Last"-Vektor im Bezugssystem des Flugzeugs nicht "gerade nach unten" zeigt, positioniert sich die Kugel nicht am "Boden", dh in der Mitte des gebogenen Glasrohrs.

Das Wichtigste, was zu verstehen ist, ist, dass die scheinbare „Last“, die von der Flugzeugstruktur und dem Inhalt, einschließlich des Piloten und des Gleitschlittens, gefühlt wird, nichts anderes ist als das Spiegelbild des tatsächlichen aerodynamischen Kraftvektors, der vom Flugzeug erzeugt wird. Dies wird ausführlicher in mehreren Antworten auf die verwandte ASE-Frage „ Kräfte, die vom Piloten, G-Meter, Neigungsmesser „gefühlt“ werden – sind sie die vom Flugzeug erzeugten aerodynamischen Kräfte oder die Summe aus Gewicht und Zentrifugalkraft? “ .

Das Diagramm ist irreführend, da es darauf hindeutet, dass ein mysteriöser Effekt, der vermutlich irgendwie mit der Wendegeschwindigkeit zusammenhängt, aber scheinbar nichts mit einer echten aerodynamischen Kraft zu tun hat, die Menge der vom Flugzeug erzeugten oder auf das Flugzeug einwirkenden "Zentrifugalkraft" beeinflusst. Das ist falsch. Der Unterschied in der Größe des "Zentrifugalkraft"-Vektors zwischen einer "koordinierten" Kurve und einer "gleitenden" Kurve ist darauf zurückzuführen, wie ein Seitenschlupf einen echten aerodynamischen Seitenkraftvektor erzeugt, wie oben beschrieben.

Es stimmt zwar, dass die auf den Ball wirkende „Last“ gleich der Vektorsumme aus Gewicht und „Zentrifugalkraft“ ist, aber dies ist kein Begriff, der viel Erklärungskraft hat, es sei denn, wir verstehen das Die "Zentrifugalkraft" steht in engem Zusammenhang mit den tatsächlichen aerodynamischen Kräften, die vom Flugzeug erzeugt werden. Der "Last"-Vektor, der als Vektorsumme aus Gewicht und "Zentrifugalkraft" bezeichnet werden kann, ist nichts anderes als das Spiegelbild der tatsächlichen aerodynamischen Kraft, die vom Flugzeug erzeugt wird. Der "Last"-Vektor ist immer gleich und entgegengesetzt zu dem Vektor, der die tatsächliche aerodynamische Kraft darstellt, die durch das Flugzeug erzeugt wird. 1

Ein Extremfall einer Rutschkurve ist ein Vorwärtsschlupf oder Seitenschlupf (diese sind eigentlich genau dasselbe, nur anders in Bezug auf das Ziel gerichtet), bei dem die aerodynamische Seitenkraft aus dem Schlupf ausreicht, um die Wendegeschwindigkeit bis zum Ende zu bringen Null, wodurch eine lineare Flugbahn entsteht. Immer wenn die Flugbahn linear ist, dient die Rutsch-Kugel-Kugel auch als Querneigungsmesser. Der extremste Fall eines nicht drehenden (linearen) Seitenschlupfs ist ein vertikal geneigter, anhaltender Messerflug, wie wir ihn oft bei einer Flugshow sehen. In diesem Fall trägt der aerodynamische Seitenkraftvektor aus dem Luftstrom, der auf die Seite des Rumpfes trifft (plus eine zusätzliche Komponente aufgrund der über den Horizont gerichteten Triebwerksschublinie), das gesamte Gewicht des Flugzeugs, und der Auftriebsvektor des Flügels ist Null. In diesem Fall ist die "Last" Der Vektor ist einfach gleich und entgegengesetzt zum aerodynamischen Seitenkraftvektor aus dem Schlupf (einschließlich der Komponente aufgrund des Triebwerksschubs), da der aerodynamische Seitenkraftvektor und der aerodynamische Nettokraftvektor ein und derselbe sind. Der aerodynamische Nettokraftvektor ist gleich dem Gewicht des Flugzeugs, wirkt aber in Aufwärtsrichtung, während der "Last"-Vektor gleich dem Gewicht des Flugzeugs ist und in Abwärtsrichtung wirkt.

Während wir in einer stationären Kurve mit konstanter Wenderate und Fluggeschwindigkeit eingerichtet sind, getrimmt für den Freihandflug, wenn wir dann am Steuerknüppel nach achtern ziehen, um den Flügel mit "zusätzlichem" Auftrieb zu "laden", um die G-Last zu erhöhen einen höheren als normalen Wert für den Querneigungswinkel, oder wenn wir den Steuerknüppel nach vorne drücken, um den Flügel zu "entlasten", um den Auftriebsvektor zu verringern und die G-Last auf einen niedrigeren als normalen Wert für den Querneigungswinkel zu senken, die Die Wendegeschwindigkeit ändert sich sofort, ebenso wie die horizontale Komponente des "Zentrifugalkraft"-Vektors. Das obige Diagramm könnte dazu führen, dass wir glauben, dass sich der Ball sofort aus der Mitte verschiebt. Das ist nicht der Fall.

In einer solchen Situation krümmt sich die Flugbahn nach oben oder unten, wodurch eine vertikale Komponente der "Zentrifugalkraft" eingeführt wird. Die Vektorsumme aus Gewicht und Zentrifugalkraft ist im Referenzrahmen des Flugzeugs immer noch "gerade nach unten" und der Ball bleibt zentriert.

Oder um es aus einer viel einfacheren Perspektive zu betrachten – wenn wir den Steuerknüppel nach hinten ziehen oder den Steuerknüppel nach vorne drücken, um den Anstellwinkel des Flügels zu ändern, erhöhen oder verringern wir die Größe des Auftriebsvektors, aber wir tun es nicht Wir führen keine aerodynamischen Seitenkräfte ein - wir gieren den Rumpf nicht, um seitwärts durch die Luft zu fliegen. Da der aerodynamische Nettokraftvektor immer noch "gerade nach oben" im eigenen Referenzrahmen des Flugzeugs wirkt - parallel zu der Richtung, in die die vertikale Flosse zeigt - bleibt der Ball immer noch zentriert.

(Der Einfachheit halber ignorieren wir die vorderen oder hinteren Komponenten im aerodynamischen Nettokraftvektor – die Komponenten, die in einer Frontalansicht des Flugzeugs nicht auftauchen würden. Die grundlegende Erklärung hier bleibt die gleiche, unabhängig davon, ob es sich um Schub handelt genau im Gleichgewicht mit dem Luftwiderstand ist oder nicht.)

Natürlich führt das "Beladen" oder "Entladen" des Flügels auf diese Weise während einer Kurve auch zu einer Änderung der Fluggeschwindigkeit, wenn sich die Flugbahn nach oben oder unten krümmt. Für ein Flugzeug mit einem bestimmten Gewicht bei einem bestimmten Querneigungswinkel gibt es nur einen Wert des Auftriebsvektors (G-Belastung), der eine stationäre Kurve bei konstanter Fluggeschwindigkeit ergibt. 2

Aus Online-Lektüre zitieren viele Quellen, dass das Flugzeug in einer Rutschkurve zu stark für die Wendegeschwindigkeit geneigt ist.

Aus dem Inhalt oben sehen Sie, dass dies nicht immer der Fall ist. Es kann unter bestimmten Einschränkungen wahr sein, aber es ist kein Konzept mit viel Erklärungskraft.

Wie oben erwähnt, wenn wir uns in einer stabilisierten Drehung befinden und dann den Steuerknüppel zurückziehen oder den Steuerknüppel nach vorne drücken, um den Auftriebsvektor und die G-Belastung zu erhöhen oder zu verringern, ändert sich die Drehrate sofort, aber der Ball nicht außermittig verschieben. 3

Die Idee, dass (für eine Kurve bei einer bestimmten Fluggeschwindigkeit) "in einer Rutschkurve das Flugzeug für die Kurvengeschwindigkeit zu stark geneigt ist", ist nur wahr, wenn die Einschränkung gegeben ist, dass es keine Aufwärts- oder Abwärtskrümmung (himmelwärts oder erdwärts) gibt in die Flugbahn. Und der einzige Weg 4Dass wir (für eine bestimmte Fluggeschwindigkeit) eine Diskrepanz zwischen dem Querneigungswinkel und der Wenderate haben können, während wir nicht zulassen, dass sich die Flugbahn nach oben und unten krümmt, liegt darin, dass wir das Ruder anwenden, um die Seite des Rumpfes dem Luftstrom auszusetzen und erzeugen eine aerodynamische Seitenkraft, oder wir wenden das Seitenruder nicht wie nötig an, um andere aerodynamische Drehmomente aufzuheben, die dazu neigen, die Seite des Rumpfes dem Luftstrom auszusetzen. Wenn wir dies tun, während wir nach Bedarf Leistung hinzufügen oder abziehen, können wir tatsächlich die folgenden Situationen schaffen. Ausgehend von einer stabilisierten koordinierten Kurve bei konstanter Fluggeschwindigkeit und Höhe können wir...

a) Wenderate und Wenderadius variieren, während Höhe, Fluggeschwindigkeit und Querneigung konstant gehalten werden

b) den Querneigungswinkel variieren und dabei Höhe, Fluggeschwindigkeit, Wenderate und Radius konstant halten

In beiden Situationen wird der Ball aus der Mitte abgelenkt. Genauso kann man sagen, dass die Kugel aus der Mitte gerät, weil der Fliehkraftvektor nicht mehr richtig an die Querneigung angepasst ist, oder weil der Lastvektor (die Vektorsumme aus Fliehkraft und Gewicht) nicht mehr gerade „nach unten“ zeigt. im Bezugssystem des Flugzeugs (d. h. parallel zum Seitenleitwerk) oder weil der Vektor der aerodynamischen Nettokraft im Bezugssystem des Flugzeugs nicht mehr gerade „nach oben“ zeigt (parallel zum Seitenleitwerk), oder weil der Pilot das Seitenruder einwärts verwendet eine Art, die die Seite des Rumpfes dem Luftstrom aussetzt, der eine aerodynamische Seitenkraft erzeugt.

Die Verwendung des Ruders durch den Piloten ist der Schlüssel zum Zentrieren der Rutsch-Rutsch-Kugel oder zum absichtlichen Fahren aus der Mitte. Die seitliche Kraft, die wir bei einem Schlupf "fühlen", ist die tatsächliche aerodynamische Kraft, die von der Luft erzeugt wird, die auf die Seite des Rumpfes trifft, was die Richtung des aerodynamischen Nettokraftvektors und seines Spiegelbildes, des "Last"-Vektors, ändert. Erklärungen, die sich um eine Art "Gleichgewicht" oder "Ungleichgewicht" zwischen Querneigungswinkel und Wendegeschwindigkeit oder Querneigungswinkel und Auftriebskraft oder Querneigungswinkel und G-Belastung drehen, sind irreführend und haben wenig Erklärungskraft und gelten sicherlich nicht für Kunstflug. Diese Erklärungen neigen dazu, eher zu verschleiern als zu erhellen, was wirklich vor sich geht.

Einige dieser Arten von Erklärungen eignen sich gut für ein Auto, das auf einer überhöhten Strecke fährt, oder einen Bob, der eine überhöhte Strecke hinunterfährt, aber nicht für den Flug, bei dem die Flugbahn nicht auf einen bestimmten Kurvenradius beschränkt ist und auch nicht darauf beschränkt ist keine Aufwärts- oder Abwärtskrümmung (himmelwärts oder erdwärts) aufweisen. 5

Beachten Sie, dass im Flug im Allgemeinen eine Änderung der Fluggeschwindigkeit bei konstant gehaltenem Querneigungswinkel keine Tendenz zum Rutschen oder Schleudern erzeugt, obwohl sowohl die Wendegeschwindigkeit als auch der Radius variieren. Solange der aerodynamische Nettokraftvektor im Referenzrahmen des Flugzeugs weiterhin "gerade nach oben" zeigt, wird es keinen Schlupf oder Schleudern geben. Auch hier können wir uns wieder bestimmte Situationen einfallen lassen, in denen das Variieren der Fluggeschwindigkeit bei konstant gehaltenem Querneigungswinkel zu einem Schlupf oder Schleudern führt – zum Beispiel, wenn die Wendegeschwindigkeit und der Radius konstant bleiben müssen, wenn die Fluggeschwindigkeit geändert wird. Auch dies kann nur passieren, wenn der Pilot das Seitenruder anlegt, um die Seite des Rumpfes dem Luftstrom auszusetzen, wodurch eine aerodynamische Seitenkraft erzeugt wird.

Ich habe Schwierigkeiten zu verstehen, warum

Dies ist nicht verwunderlich, da Ihnen sowohl fehlerhafte Erklärungen als auch fehlerhafte Diagramme zur Verfügung gestellt wurden. In den Ihrer Frage beigefügten Diagrammen wurde der aerodynamische Seitenkraftvektor weggelassen, der durch den Luftstrom verursacht wird, der auf die Seite des Rumpfes trifft. Die Ihrer Frage beigefügten Diagramme erwecken den Eindruck, dass der vom Flugzeug erzeugte aerodynamische Nettokraftvektor in allen drei Fällen (koordinierter Flug, Rutschflug und Schleuderflug) gleich ist, obwohl dies tatsächlich nicht der Fall ist. Die Ihrer Frage beigefügten Diagramme erwecken den Eindruck, dass der "Last" -Vektor irgendwie etwas anderes als das Spiegelbild des aerodynamischen Nettokraftvektors sein kann, wenn er tatsächlich nichts anderes als das Spiegelbild des aerodynamischen Nettokraftvektors sein kann.

Weitere Informationen zu den spezifischen Fehlern in den Ihrer Frage beigefügten Vektordiagrammen finden Sie in der zugehörigen Frage Was fehlt in diesen Diagrammen der Kräfte beim Rutschen und Schleudern? und beantworten Sie Was fehlt in diesen Diagrammen der Kräfte beim Rutschen und Schleudern? .

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Fußnoten

1 – Der Einfachheit halber gehen wir davon aus, dass sich der Slip-Skid-Ball in der Nähe des Schwerpunkts des Flugzeugs befindet oder dass die Gierrotationsrate des Flugzeugs konstant ist oder beides. Eine Änderung der Gierrotationsrate wird eine scheinbare Zentrifugal- oder Trägheitskraft erzeugen, die die Rutsch-Gleit-Kugel zu einer Seite verschiebt, wenn sie sich weit vor oder hinter dem Schwerpunkt befindet, und diese Verschiebung tut dies nichtjede reale aerodynamische Kraftkomponente widerspiegeln. Wenn beispielsweise die Gierrotationsrate nach links zunimmt, würde ein weit vor dem Schwerpunkt befindlicher Gleit-Gleit-Ball dazu neigen, nach rechts verschoben zu werden, und ein weit hinter dem Schwerpunkt angeordneter Gleit-Gleit-Ball würde dazu neigen nach links verschoben werden. Diese Effekte zweiter Ordnung gehen über den beabsichtigten Rahmen dieser Antwort hinaus und übersteigen auch den Rahmen dessen, was Piloten im Allgemeinen im tatsächlichen Flug bemerken können.

2 -- Der Einfachheit halber übersehen wir die Tatsache, dass die Größe des Auftriebsvektors, der mit einer stationären koordinierten Kurve bei einem bestimmten Querneigungswinkel und einer bestimmten Fluggeschwindigkeit und einem bestimmten Anstellwinkel verbunden ist, sehr geringfügig anders ist, wenn wir absteigen oder Steigen, als wenn wir die Höhe beibehalten (in jedem Fall in Bezug auf die Luftmasse). Bei moderaten Tauchgängen und Steigflügen ist dies ein sehr geringer Effekt und definitiv nichts, womit sich jemand beschäftigen sollte, der sich noch mit den Grundlagen des Rutschens und Rutschens beschäftigt, aber im Interesse der Genauigkeit sollte dieser Punkt nicht vollständig weggelassen werden. Um mehr über das "Entladen" des Auftriebsvektors bei einem Sinkflug oder Steigflug zu erfahren, siehe Was erzeugt Schub entlang der Fluglinie in einem Segelflugzeug? UndIst Heben beim Klettern gleich schwer?

3 -- Überraschenderweise erhebt Wolfgang Langewiesches klassisches Flugmechanik-für-Piloten-Buch "Stick and Rudder" (1944), das viel gutes Material zur Physik des Kurvenflugs enthält, die Behauptung (siehe Seiten 205, 219- 220 und 223-226), dass ein übermäßiger Gegendruck auf den Schläger kein Rutschen oder Schleudern verursacht, ein zu geringer Gegendruck auf den Schläger jedoch ein Rutschen verursachen kann, wobei der Ball auf die niedrige Seite der Kurve abgelenkt wird, was sein sollte durch Erhöhen des Staudrucks statt durch Anwenden des Innenruders korrigiert. Dies ist wahrscheinlich die einzige fehlerhafte Idee im gesamten Buch. Die 3. Auflage des Buches "Modern Airmanship" (1966, herausgegeben von Neil Van Sickle, Major General USAF) hat auf den Seiten 308-309 einen ähnlichen Inhalt. In der 8. (1999) Ausgabe von "Van Sickle's Modern Airmanship", herausgegeben von John F. Welch, Lewis Bjork, und Linda Bjork wurde dieser Inhalt gelöscht, während der restliche Inhalt zur Physik des Wendeflugs beibehalten wurde (Seite 441). Weitere Informationen, einschließlich spezifischer Zitate aus diesen Büchern, finden Sie unterhttps://web.archive.org/web/20180905112047/http://aeroexperiments.org/critiques.shtml .

4 -- Streng genommen stimmt es nicht ganz , dass die einzigeEine Möglichkeit, dass wir (für eine bestimmte Fluggeschwindigkeit) eine Diskrepanz zwischen dem Querneigungswinkel und der Wenderate haben können, während wir nicht zulassen, dass sich die Flugbahn nach oben und unten krümmt, besteht darin, das Ruder so zur Seite auszulenken, dass die Seite des freigelegt wird Rumpf zum Luftstrom. Aber es ist eine gute erste Annäherung. Für eine differenziertere Betrachtung müssen wir die Wirkung der vom Seitenruder selbst erzeugten Seitenkraft betrachten. Zum Beispiel könnten wir einen Motor eines konventionellen Zweikolbenmotors abstellen und das Seitenruder gerade so weit betätigen, dass der Rumpf exakt auf den Luftstrom ausgerichtet bleibt. Da die Seitenkraft vom Ruder selbst nicht Null ist, wird der Ball leicht abgelenkt (in Richtung des arbeitenden Motors), wenn die Nase des Flugzeugs direkt in den relativen Wind zeigt. Wenn wir bei Bedarf auf den guten Motor setzen, um alle Drehtendenzen aufzuheben, werden wirhier , hier und hier (Link muss hinzugefügt werden).

5 – Apropos Bobs auf gekrümmten Bahnen: „Hang Gliding Training Manual“ und „Performance Flying“ von Dennis Pagen enthalten beide umfangreiche Inhalte – einschließlich einer Illustration eines Bobs auf einer Bahn – die vorgeben zu zeigen, wie ein Pilot einsteigt eine Kurve beim Fliegen eines Hängegleiters, wenn er oder sie den Flügel nicht sofort mit einer angemessenen Pitch-Eingabe "auflädt", rutscht der Schirm seitwärts durch die Luft in Richtung der niedrigen Flügelspitze. Auch die Idee, dass eine absichtliche Verringerung des Anstellwinkels und des Auftriebs und der G-Belastung beim Drehen den Schirm seitwärts durch die Luft in Richtung der niedrigen Flügelspitze gleiten lässt. Siehe zum Beispiel S. 128-129 im „Hang Gliding Training Manual“ und Seite 45 im „Performance Flying“. Eine ähnliche Idee taucht auf Seite 70 von Peter Cheneys „Hang Gliding for Beginner Pilots“ auf. (3. Auflage, 1997). Ich habe diese Ideen im Flug mit einer Gierschnur, in Hängegleitern sowie in konventionellen Flugzeugen überprüft und keine Grundlage dafür gefunden. Weitere Informationen zum Inhalt dieser Bücher finden Sie unterhttps://web.archive.org/web/20180905112047/http://aeroexperiments.org/critiques.shtml .

Kommentare sind nicht für längere Diskussionen gedacht; Diese Konversation wurde in den Chat verschoben .

Aufgrund der unzureichenden Geschwindigkeit und des Zugs für den Querneigungswinkel des Flugzeugs. Für eine ebene Kurve müssen Sie nicht die Querneigung hochziehen, aber zuerst müssen Sie einige Grad in Querneigung gehen und genügend Geschwindigkeit haben, um das für die Querneigung erforderliche G aufrechtzuerhalten. Wenn Sie ziehen niedriger als die erforderlichen Gs für den Querneigungswinkel wird Ihre Flugzeugnase abtauchen, wenn Sie mehr Gs ziehen, steigt die Nase über die horizontale Linie. Jetzt gibt es zwei Arten von Schleuderkurven (innerhalb der Kurve oder außerhalb der Kurve driftend).