Es wäre wahrscheinlich einfacher, sich ein 50.000-kg-Flugzeug mit einem "normalen" Flügel vorzustellen. Diese Unwahrheit macht die Berechnung von Beschleunigungen und Wendegeschwindigkeiten falsch (weil die tatsächliche Masse sie träger macht). Aber der Flügel muss jederzeit 50.000 kg vertikalen Auftrieb bieten, damit das Fahrzeug nicht nach unten beschleunigt.

Dann muss der Flügel wie bei einem normalen Flugzeug den (aerodynamischen) Auftrieb bei 60 Grad verdoppeln. Dadurch kann es 50.000 kg vertikal tragen und das Fahrzeug sinkt nicht ab.

Wenn ich beispielsweise in ein 60-Grad-Neigungsmanöver gehe und dem Flugzeug einen Lastfaktor von 2G einleite

Ich bevorzuge diese Sprache nicht. Der Ladefaktor ergibt sich aus dem Hub. Wenn Sie einen Flügel hätten, der keinen erhöhten Auftrieb bieten könnte (er war bereits am Stall), würde die Schräglage den Ladefaktor nicht erhöhen. Es würde entweder den Flügel abwürgen oder das Flugzeug würde anfangen, nach unten zu beschleunigen. Zu sagen, dass der Ladefaktor zugenommen hat, deutet für mich darauf hin, dass der Hub bereits durchgeführt wurde.

Skaliert die Auftriebskraft in irgendeiner Weise mit dem Lastfaktor oder ist die Auftriebskraft vollständig statisch und liefert unabhängig vom induzierten Lastfaktor weiterhin einen positiven Auftrieb im Wert von 50.000 kg?

Die Auftriebskraft ist konstant und immer vertikal. Anstatt vom relativen Wind kommt es vom vertikalen Druckgradienten in der Atmosphäre. In der einfachen Analyse wird es also nicht vom Bankwesen beeinflusst. Aber da die Gravitationskraft auf das Flugzeug auch konstant und immer vertikal ist, können Sie sie einfach kombinieren, um zu verstehen, was der aerodynamische Flügel tun muss.

Der aerostatische Auftrieb ist immer vertikal und trägt in einer Kurve nicht zur Zentripetalkraft bei. Wenn Sie sich in einer 2G 60-Grad-Kurve befinden, ist die Gesamtkraft in vertikaler Richtung gleich dem aerostatischen Auftrieb plus dem gesamten aerodynamischen Auftrieb (60 Grad von der Vertikalen spitz) mal cos (60 Grad). Die Zentripetalkraft ist nur aerodynamisch und entspricht dem gesamten aerodynamischen Auftrieb mal sin (60 Grad). Um in einer 60-Grad-2G-Kurve zu sein, müssten Sie aggressiv nach oben beschleunigen – zum Beispiel eine 60-Grad-Kurve drehen, während Sie durch den Grund eines Sturzflugs ziehen.

Um den Querneigungswinkel zu bestimmen, der erforderlich ist, um eine Wende auf 2G-Niveau beizubehalten, wobei die Hälfte des Flugzeuggewichts durch Auftrieb ausgeglichen wird, haben wir zwei Gleichungen und zwei Unbekannte:

Unbekannt:

theta # Bank angle

lift # Expressed as acceleration, pointed theta radians from vertical

Gleichungen:

lift*cos(theta) + 0.5G of aerostatic buoyancy = 1G # Required for a level turn

2G = sqrt((lift*cos(theta) + 0.5G)^2 + (lift*sin(theta))^2) # Setting the total acceleration equal to 2G.

Jetzt lösen wir:

=> lift*cos(theta) = 0.5G

=> (lift*cos(theta) + 0.5G)^2 = 1G

=> 2G = sqrt(1G + (lift*sin(theta))^2)

=> 3G = lift^2*sin^2(theta)

=> 0.5G = 0.289*lift*sin(theta)

=> lift*cos(theta) = 0.289*lift*sin(theta)

=> cos(theta) = 0.289*sin(theta)

=> theta = atan(0.289)

=> theta = 1.29

=> lift*cos(theta) = 0.5G

=> lift*cos(1.29) = 0.5G

=> lift = 1.803G

1,29 Radiant entspricht einem Querneigungswinkel von 74 Grad.

Bei 60 Grad in einer ebenen Kurve...

0.5G = lift*cos(60 degrees)

=> lift = 1G

Gesamt-G-Last =sqrt((1G*cos(60 degrees) + 0.5G)^2 + (1G*sin(60 degrees))^2)

Gesamt-G-Last = 1,32 G

Bei 60 Grad und 2G Gesamtbeschleunigung...

2G = sqrt((lift*cos(60 degrees) + 0.5G)^2 + (lift*sin(60 degrees))^2)

=> 4G = (lift*cos(60 degrees) + 0.5G)^2 + (lift*sin(60 degrees))^2

=> lift = 1.703G

Beschleunigung nach oben =1.703*cos(60 degrees) + 0.5G

Aufwärtsbeschleunigung = 2,203 G

Netto-Aufwärtsbeschleunigung = 1,203 G.

Möglicherweise haben Sie Ihre eigene Frage mit „gefühltem“ Gewicht beantwortet. Beachten Sie, dass eine 2G-Kurve das Gewicht des Flugzeugs nicht erhöht, da es nicht den vertikalen Auftrieb erhöht, der erforderlich ist, um es in der Luft zu halten. 2G ist das, was Sie im Flugzeug wahrnehmen oder fühlen. Der erforderliche vertikale Auftrieb ist immer das Gewicht des Flugzeugs abzüglich des Traggasbeitrags. Der Rest muss vom Flügel/Motor bereitgestellt werden.

Was also bestimmt werden muss, ist, ob Ihr Flugzeug in der Lage ist, genügend Gesamtauftrieb zu erzeugen, um 50.000 kg vertikalen Auftrieb bei einer 60-Grad-Neigung zu erzeugen. Dies wäre jedoch nahe an Ihrem maximalen Clift, den Sie vor dem Abwürgen zu wagen gewagt haben. Eine andere Lösung wäre, mehr Helium zu verwenden oder den Kurvenwinkel zu verringern. Beim Freizeitfliegen lohnt es sich möglicherweise nicht, die Höhe in einer anhaltenden 60-Grad-Kurve zu halten. Möglicherweise verschütten Sie Kraftstoff aus Ihren Flügeln.

Wenn Sie es trotzdem tun möchten, entfernen Sie das Helium und sehen Sie, ob die Flügel im Horizontalflug 100.000 kg von alleine heben. Bei einer Neigung von 60 Grad, wenn meine Mathematik richtig ist, ergibt sich ein vertikaler Auftrieb von 50.000 kg.

Bob

Als Nachtrag gilt diese Frage für den Vergleich von Gewicht und Stallgeschwindigkeit. Das "leichte" Flugzeug benötigt bei einer bestimmten Geschwindigkeit weniger AOA als das "schwere". Aus diesem Grund muss der Heavy entweder mehr AOA ziehen, um die Höhe zu halten (Stall riskieren) oder die Geschwindigkeit erhöhen (begrenzt durch sichere Manövriergeschwindigkeit).

Dies bedeutet, dass das "Licht" weniger Luftwiderstand hätte, was auf einer langen Fahrt Kraftstoff sparen würde. Man könnte daran denken, einen Super Guppy mit Helium zu füllen, um das herauszufinden!

Kurze Antwort ist „nein“. Die Auftriebskraft beruht auf einem ganz anderen Prinzip und ist immer gleich groß, nach oben gerichtet. Keine Skalierung.

Übrigens, für Ihr teilweise schwimmfähiges Flugzeug benötigen Sie mehr als 60 Grad AOB, wenn Sie eine 2G-Wende machen möchten.

Wenn Sie die Dinge bis zum Äußersten durchdenken, hilft Ihnen das oft, die Zwischenfälle zu verstehen.

Stellen Sie sich vor, Ihr Flugzeug hat so viel Helium, dass es einen neutralen Auftrieb hat (oder in einer Flüssigkeit fliegt, die dicht genug ist ... denken Sie an ein U-Boot). Welchen Querneigungswinkel benötigen Sie dann für eine ebene Kurve? Sie benötigen ein 90-Grad-AOB für jede Levelkurve .