Warum ist es egal, ob das Heck Auftrieb oder Abtrieb für die Neutralpunktlage erzeugt?

Ich kämpfe wirklich darum, was der neutrale Punkt darstellt und wovon er abhängt.

In diesem Link können wir sehen, wie der neutrale Punkt berechnet wird. Sie verwenden Flügel- und Heckflächen und den Abstand zwischen dem aerodynamischen Zentrum (L), um die neutrale Punktposition (D) zu bestimmen. Die Berechnung wird so eingestellt, dass der Heckauftrieb erzeugt wird. (Die Berechnung ist also gleich als müssten Sie den Drehpunkt bei der Wippe finden..)

Was ist, wenn das Heck Abtrieb erzeugt (was häufig der Fall ist). Wenn dieses Heck in meinem Beispiel Abtrieb erzeugt, bewegt sich der Neutralpunkt nach links, in eine völlig andere Position.

Hängt der Neutralpunkt von der Änderung der aerodynamischen Kräfte an Flügel und Heck ab, z. B. wenn Sie die Heckanstellung usw. ändern?

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Wenn ich das Flugzeug in eine vertikale Position bringe, um das Drehmoment durch die Schwerkraft zu eliminieren, verbinde es mit dem Gelenk, damit es sich drehen kann, muss jetzt einen Platz in der Ebene finden, der sich nicht dreht (Moment ist Null), wenn es einem Luftstrom ausgesetzt ist.

Ist dieser Ort ein neutraler Punkt?

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Antworten (1)

Der neutrale Punkt ist die Position in Längsrichtung des Momentbezugspunkts, an der sich das Nickmoment bei einer Änderung des Anstellwinkels nicht ändert. Sie kann für einen Flügel allein oder für das gesamte Flugzeug definiert werden.

Natürlich ändert eine Änderung des Anstellwinkels des Hecks auch das Nickmoment um den neutralen Punkt herum. Aber das ist nebensächlich: Das besondere Merkmal des Neutralpunktes ist seine Neutralität gegenüber Anstellwinkeländerungen .

Mathematisch gesehen: Wenn die Steigung des Nickmoments über dem Anstellwinkel Null ist, ist der Bezugspunkt für dieses Moment der neutrale Punkt. Wenn Sie einen anderen Punkt vor dem neutralen Punkt auswählen, wird die Steigung negativ (was eine stabile Konfiguration kennzeichnet) und umgekehrt. Der neutrale Punkt hängt von der Ableitung des Nickmoments über dem Anstellwinkel ab, daher spielt der absolute Wert keine Rolle . Es zählt die Veränderung des Anstellwinkels .

Wenn der Schwerpunkt mit dem Neutralpunkt zusammenfällt, hat das Flugzeug eine neutrale Längsstabilität. Daher der Name.

Dies alles gilt nur im Bereich der angeschlossenen Strömung. Wenn es zu einer massiven Trennung kommt, sind alle Wetten ungültig.

Der Neutralpunkt muss sich ändern, wenn das Heck Abtrieb oder Auftrieb erzeugt?. Die Berechnung in meinem Beitrag verwendet den Flügel- und Heckplanformbereich und die Abstände zwischen AC, um die Neutralpunktposition zu finden. Es ist die gleiche Berechnung, wenn zwei Personen auf einer Wippe sitzen und Sie herausfinden müssen, wo sich der Drehpunkt befindet gelegen.
@ EBV821, nein, denn es hängt nicht davon ab, welcher Auftrieb bei einem bestimmten Anstellwinkel erzeugt wird, sondern nur davon, wie er sich ändert, wenn sich der Anstellwinkel ändert.
@JanHudec Der Neutralpunkt ist also kein Ort, an dem das durch alle aerodynamischen Kräfte verursachte Moment Null ist? Wenn ich also das Flugzeug am Neutralpunkt halte und das Drehmoment durch die Schwerkraft vernachlässige, dreht sich das Flugzeug um diesen Ort? (Schauen Sie sich meinen "Test" unten im Beitrag an )
@ EBV821 Die meisten Flugzeuge würden sich drehen, ja.
@PeterKampf Mathematisch gesehen: Wenn die Steigung des Nickmoments über dem Anstellwinkel Null ist, für welchen Bereich von AoA? Wenn AoA 45 oder 90 Grad beträgt, wird es eine große Änderung des Nickmoments um den neutralen Punkt geben. Ist es nicht so?
@ EBV821 für den AoA-Bereich, in dem der Auftrieb linear mit dem AoA wächst, dh ungefähr vor dem Einsetzen des Strömungsabrisses auf beiden Oberflächen.
@JanHudec "Die meisten Flugzeuge würden sich drehen, ja" Jedes Flugzeug, das einen Heckabtrieb erzeugt, dreht sich in meinem "Test". Das Flugzeug dreht sich nicht, wenn das Heck genügend Auftrieb erzeugt, um dem "Drehpunkt" zu entsprechen.
@ EBV821, ja, jedes Flugzeug, das Abtrieb erzeugt, würde dies tun. Aber Sie könnten einen bauen, der neutral stabil ist, und das würde es nicht. In der Praxis macht das niemand, weil statische Stabilität in den meisten Fällen nützlich ist und ausgeprägte Instabilität im Rest nützlich ist.
@EBV821 Du machst mich wahnsinnig mit deinen vielen Fragen. Bitte lesen Sie die Antworten genauer durch.
@PeterKämpf ist es fair, es als eine Art "vertikalen Wetterfahneneffekt" zu beschreiben, wobei das a / c C von G die "Schwenkachse" einer Wetterfahne ist und der NP dem aerodynamischen Zentrum der Flossen der Wetterfahne entspricht? Ich weiß, dass es eine zu starke Vereinfachung ist und vielleicht zu einem weiteren Kaninchenbau führt, aber für den engen Zweck, die Tonhöhenreaktion auf Änderungen im AOA zu beschreiben, könnte es bei den mentalen Visualisierungen der Menschen helfen.
@JohnK: Ja, die Wetterfahnenanalogie ist richtig. Flügel und Heck erzeugen Auftrieb, um die Schwerkraft zu kompensieren, aber diese konstante Kraft fällt weg, wenn man die Ableitung über AoA betrachtet, weil nur die Änderungen zählen, nicht der absolute Wert der Kräfte.
@ EBV821, ich denke, Sie könnten verwirrt sein, weil Sie den Unterschied zwischen statischen Kräften und ihrem Gleichgewicht und den dynamischen Änderungsraten dieser Kräfte nicht vollständig verstehen. Stellen Sie sich ein Kugellager vor, durch das ein Loch gebohrt ist und das auf einem Draht gleitet. Wenn der Draht entlang eines Berges geformt ist, gibt es einen einzigen Punkt (oben), an dem er ausgeglichen ist und alle Kräfte stabil sind. Jede Störung wird dazu führen, dass es den Hügel hinunterrutscht. Denn die Kraftänderung, wenn Sie den Ball leicht bewegen, ist in die gleiche Richtung wie die Bewegung.
Wenn der Draht wie ein Buchstabe "U" geformt ist, otoh, korrigiert sich eine leichte Störung von selbst, da die ÄNDERUNG der Kraft der resultierenden Bewegung entgegengesetzt ist. Fügen Sie nun ein starkes Magnetfeld hinzu, das das Kugellager entlang des Drahtes drückt (oder zieht). Die Magnetkraft würde sich ändern, wenn sich die Kugel näher an den Magneten oder weiter von ihm weg bewegt. Die ÄNDERUNG der Kräfte, wenn sich die Kugel bewegt, würde den neutralen Punkt bestimmen, NICHT die tatsächlichen Kräfte. Dies ist analog zur ÄNDERUNG der aerodynamischen Kräfte, wenn sich die AOA durch kleine Änderungen der Trimmung oder Leistung des Flugzeugs oder was auch immer ändert.
@CharlesBretana Danke. Ich finde hier Stabilitätsvorträge und Erklärungen: nptel.ac.in/courses/101/104/101104062 ........ youtube.com/…
Warum ist es egal, ob das Heck Auftrieb oder Abtrieb für die Neutralpunktlage erzeugt?
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