Warum gibt es bei der Berechnung der Steiggeschwindigkeit keine Auftriebskomponente?

Ich habe diesen Beitrag darüber gelesen, wie man die Steiggeschwindigkeit berechnet

Wie variiert die Steiggeschwindigkeit mit der Dichte/Druckhöhe?

Im Bild sind also alle Kräfte eingezeichnet. Ich frage mich, warum die Steiggeschwindigkeit nicht von der Auftriebskraft abhängt (oder nicht direkt (?) ).

Die in vertikaler Richtung wirkenden Kräfte sind also: eine kleine Widerstandskomponente, eine große Auftriebskomponente, eine Gewichtskomponente und eine Schubkomponente.

Ein stetiges Steigen würde bedeuten, dass alle Kräfte im Gleichgewicht sind – also keine Beschleunigung in irgendeine Richtung. Andererseits heißt es in einem Post: "Berechnen Sie, wie viel Kraft benötigt wird, um den Luftwiderstand zu überwinden, und jeder Überschuss kann zum Klettern verwendet werden" - wenn also mehr Kraft in eine Richtung verfügbar ist, sollte dies eine Beschleunigung geben Richtung?

Ich bin etwas verwirrt ... ist die Steigrate = Geschwindigkeit in der körperfesten Flugzeugzelle (also wohin das Flugzeug fliegt)? Oder ist das die vertikale Geschwindigkeit in z-Richtung?

Danke für eure Unterstützung sagt Helmut

Related- kann helfen -- airline.stackexchange.com/questions/40921/… . Beachten Sie, dass ein steilerer Steigwinkel mit einer kleineren Auftriebskraft verbunden ist, nicht mit einer größeren Auftriebskraft. Dieser Link sollte auch helfen, Ihre Frage zu beantworten, ob der übermäßige Schub eine Beschleunigung verursacht. Dieser Link macht die vereinfachende Annahme von konstanter Luftdichte, IAS und TAS - um die Dinge auf eine andere Ebene zu bringen und die Beschleunigung zu berücksichtigen, die erforderlich ist, um die TAS zu erhöhen, wenn das Flugzeug mit konstantem IAS steigt, siehe Aviation.stackexchange.com/a/ 48855/34686 .
Hier gibt es verschiedene Fragen. Möglicherweise können Sie einige davon löschen, ohne eine vorhandene Antwort ungültig zu machen, und diese Inhalte separat erneut veröffentlichen. (Vielleicht ist es jetzt zu spät...)

Antworten (1)

Macht und Kraft sind verschiedene Dinge. Leistung ist Kraft mal Geschwindigkeit.

  • Die Berechnung erfolgt im Bezugssystem der Luftmasse. Im Bezugsrahmen des Flugzeugs verrichtet keine der Kräfte Arbeit, und die Motorleistung dient zur Beschleunigung der Luft, aber dafür haben wir keine Formeln.

  • Der Auftrieb ist per Definition orthogonal zur Flugbahn, verrichtet also keine Arbeit. Aus diesem Grund geht es nicht direkt in die Gleichungen ein (sondern indirekt aufgrund der Verringerung des induzierten Widerstands bei hohen Flugbahnwinkeln).

  • Die „Kraft zur Überwindung des Luftwiderstands“ wird zur Überwindung des Luftwiderstands benötigt. Beim Steigflug wird die Richtung nach „hinten“ geneigt, sodass ein Teil der Schwerkraft zum Luftwiderstand hinzugefügt wird und der „Überschuss zum Steigen verwendet werden kann“ bedeutet, dass der Motor in der Lage ist, den höheren Schub zu erzeugen, der erforderlich ist, um die Summe dieser beiden auszugleichen.

  • Die Steiggeschwindigkeit ist die vertikale Geschwindigkeit, dh die Geschwindigkeit in der z Richtung. Aber damit diese Ableitung funktioniert, brauchen Sie die Geschwindigkeit in der X (horizontale) Richtung auch.

Ich stimme den meisten Antworten zu, aber nicht dem dritten Aufzählungspunkt. Im Steigflug nimmt der (Luft-)Widerstand nicht zu. Aber der Gewichtsvektor hat eine Komponente entlang des Pfades. Je steiler der Anstieg, desto größer die Gewichtskomponente in Richtung des Pfads. Die zusätzliche Leistung bedeutet, dass der Motor in der Lage ist, den höheren Schub zu erzeugen, der erforderlich ist, um die Widerstands- und Gewichtskomponente auszugleichen. #
Wird nicht oft diskutiert, aber im Steigflug kann der Aerodrag aufgrund des geringeren Auftriebsbedarfs abnehmen (weniger effiziente Propeller müssen Spielraum aufnehmen), genug, um in die Berechnungen aufgenommen zu werden.
@RobertDiGiovanni - sieht so aus, als hätte der zweite Aufzählungspunkt bereits einen Hinweis darauf. Obwohl nicht nur der induzierte Luftwiderstand reduziert wird. Wenn wir Anstellwinkel und L/D konstant halten und die Leistung erhöhen und den Steigwinkel erhöhen, haben wir am Ende tatsächlich eine reduzierte Fluggeschwindigkeit und daher einen reduzierten Auftrieb und Luftwiderstand. Nur so kann sich das Kraftvektordiagramm noch ausgleichen, obwohl im steileren Anstieg mehr Gewicht durch Schub als durch Auftrieb entgegengewirkt wird. Auch abgedeckt in Aviation.stackexchange.com/questions/40921/…
Wir würden sicherlich Vorsicht walten lassen, um die Geschwindigkeit im Steigflug zu reduzieren, aber der Punkt hat Interesse daran, dass die Propellereffizienz mit geringerer Fluggeschwindigkeit zunimmt, ebenso wie die optimale AoA.
Warum gibt es bei der Berechnung der Steiggeschwindigkeit keine Auftriebskomponente?
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