Warum erzeugt der von den Hauptflügeln erzeugte Auftrieb kein Nickmoment?

Das Nickmoment wird durch den Auftrieb erzeugt, der von den horizontalen Stabilisatoren über die Aufzüge erzeugt wird.

Aber dann erzeugen Hauptflügel auch Auftrieb, warum reicht dieser Auftrieb nicht aus, um Nickmoment zu erzeugen?

Die Flügel der meisten Flugzeuge befinden sich am oder in der Nähe des Schwerpunkts. Flugzeuge wie die Concorde haben das Nickmoment, das durch den Hauptflügel erzeugt wird, weil er auch als horizontaler Stabilisator fungiert.
Das Auftriebsmoment ist eine Kraft (der Auftrieb) und ein Hebel (der Abstand zwischen dem aerodynamischen Zentrum und dem Schwerpunkt). Solange sie nicht null sind, bewirken sie eine Tonhöhenänderung. Glücklicherweise hebt es das Auftriebsmoment des Höhenleitwerks und der Höhenruder auf. Siehe Nickmoment .

Antworten (2)

Natürlich erzeugt es einen Pitching-Moment! Jetzt müssen wir definieren, um welchen Referenzpunkt herum dieser Moment gemessen werden soll.

Wenn der Bezugspunkt der Schwerpunkt ist, ist er sogar gleich stark wie das Nickmoment des Höhenruders, es hat nur die entgegengesetzte Richtung.

Wenn Sie das aerodynamische Zentrum als Bezugspunkt verwenden, wird das Moment weniger stark sein. Wenn das Flügelprofil symmetrisch ist, ist das Moment tatsächlich Null (idealerweise), aber bei einem gekrümmten Profil bleibt noch ein messbares Moment übrig.

Ein Moment ist immer eine Kombination aus einer Kraft und einem Hebelarm, gemessen senkrecht zur Kraftrichtung. Erst wenn der Hebelarm Null ist, verschwindet das Moment. Wenn wir den Schwerpunkt als Bezugspunkt verwenden, hat das Gewicht keinen Hebelarm und trägt kein Moment bei, aber der Abstand zwischen dem Auftrieb des Flügels und dem Schwerpunkt ist groß, also ist dieses Moment auch groß.

Wäre es richtig, Orthogonal und Rechtwinkligkeit zu vertauschen?
@Terry: Ja, denke ich. Was wäre für Sie als Muttersprachler natürlicher?
Ich vermute, dass amerikanische Englischsprachige, die keine technische Ausbildung haben, oft zögern würden, orthogonal zu begegnen. Ich hätte wahrscheinlich "senkrecht gemessen" oder "senkrecht gemessen" gesagt, aber ich bin mir nicht sicher, ob beide grammatikalisch korrekt sind.
Englische Muttersprachler, die mit höherer Mathematik vertraut sind, würden "orthogonal" verstehen, könnten es aber für eine seltsame Wortwahl halten; "senkrecht" ist der weitaus häufigere Begriff. "Orthogonal" wird oft von Mathematikern verwendet, um eine Beziehung zu bezeichnen, die allgemeiner ist als bloße Rechtwinkligkeit, wie die Orthogonalität von Basisvektoren in einem Vektorraum. Informatiker hingegen verstehen unter Orthogonalität die Fähigkeit, Teile eines Systems zu verändern, ohne befürchten zu müssen, dass sich die Änderung auf andere Teile auswirkt, und das ist sicherlich nicht der gemeinte Sinn. „Senkrecht“ ist hier die richtige Wortwahl.
@PeterKämpf Warum kündigen sie es? CG ist vor den Flügeln in Richtung Cockpit. Jetzt liegen die von beiden Hauptflügeln und dem Höhenruder erzeugten Aufzüge hinter dem CG, was bedeuten sollte, dass beide den Moment in die gleiche Richtung erzeugen. Warum sagen Sie dann, dass sie in die entgegengesetzte Richtung gehen? Vielleicht liege ich irgendwo falsch, bitte korrigiert mich.
@PeterKämpf siehe dieses Bild. CG ist den Flügeln voraus. google.co.in/…
@ user2409011: Auch wenn auf dem Bild NASA steht, ist die CG-Position zu weit vorne. Verwenden Sie das Hauptfahrwerk als Richtlinie: Eine Ausrichtung vom Rad aus, das 15° nach vorne von der Senkrechten geneigt ist, schneidet den Schwerpunkt bei vielleicht 30%-40% der Rumpfhöhe. Außerdem erzeugt die Heckfläche wenig Auftrieb und manchmal sogar einen kleinen Abtrieb im Reiseflug. Schauen Sie sich die Wölbung des Höhenleitwerks an: Sie ist der des Flügels entgegengesetzt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Nickmoment wird normalerweise relativ zum Schwerpunkt definiert. Der Hauptflügel liefert ein Nickmoment, da er sowohl einen Kraft- als auch einen Momentenarm relativ zum Schwerpunkt hat.

Der Grund für die Definition der Tonhöhe relativ zu CoG ist, dass bei einer freien Reaktion im Vakuum die CoG das Zentrum der Tonhöhendrehung ist. Aber Momente können relativ zu jedem beliebigen Punkt definiert werden, auch zum Auftriebsmittelpunkt des Hauptflügels, der das Flugzeug beim Fliegen hochhält. Und wenn wir das tun, können wir sehen, warum der Leitwerkslift oft nach unten und nicht nach oben zeigt:

  • Das gesamte Nickmoment muss im stationären Flug Null sein.
  • Wenn in der dargestellten Situation das Höhenleitwerk ins Stocken gerät, wird sein Auftriebs- und Nickmomentbeitrag aufgehoben – der np F ich X e D bewegt sich vorwärts zum ac w . Es gibt jetzt einen Moment des Aufstellens der Nase nach oben, der dazu neigt, das Flugzeug abwürgen zu wollen.
  • Daher relativ zum ac w , die ausfallsichere Situation ist ein Gravitationsmoment mit der Nase nach unten und ein aerodynamisches Moment mit der Nase nach oben: cg vor ac w , Höhenleitwerk nach unten zeigend.

Wie in dieser Antwort erwähnt, ist dies hauptsächlich eine sichere Konfiguration bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten. Bei höheren Geschwindigkeiten ist der Auftrieb des Höhenleitwerks in Ordnung und erzeugt eine aerodynamisch stabile Konfiguration.

Warum erzeugt der von den Hauptflügeln erzeugte Auftrieb kein Nickmoment?
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