Was ist der Zweck des Abwärtsschubs?

Viele leichte Flugzeuge der allgemeinen Luftfahrt – und vielleicht auch viele andere Flugzeuge – sind mit einem gewissen Betrag an Abwärtsschub in der Triebwerksaufhängung relativ zur Mittellinie des Rumpfs konstruiert. Vermutlich wird der Flügelanstellwinkel gewählt, um den Rumpf in einem bestimmten Flugregime stromlinienförmig zu gestalten. Warum ist also ein Abwärtsschub in die Motorhalterung eingebaut? Was genau versucht der Designer zu optimieren, indem er den Abtrieb in das Design einbezieht? Auf welche unerwünschte Weise würden die Flugeigenschaften des Flugzeugs anders sein, wenn der Abtrieb nicht vorhanden wäre?

Ist zum Beispiel beabsichtigt, dass das Hinzufügen von Leistung (ohne erneutes Trimmen des Höhenruders) das Flugzeug nicht zum Steigen bringen sollte ? Oder dass das Hinzufügen von Leistung keine Änderung der Trimmfluggeschwindigkeit verursachen sollte ? Oder dass das Hinzufügen von Leistung keine Änderung des Trimm -Anstellwinkels verursachen sollte ? Würde es eine "falsche" Änderung der Trimmfluggeschwindigkeit geben, wenn Leistung hinzugefügt wird, wenn der Abwärtsschub nicht vorhanden wäre? Wenn ja warum?

Beachten Sie, dass ein Grund für eine gewisse Verringerung der Trimmfluggeschwindigkeit, wenn die Leistung zum Steigen hinzugefügt wird, der Anstellwinkel jedoch konstant gehalten wird, in dieser verwandten Antwort angegeben ist . (Siehe die Tabellen – und beachten Sie, dass eine ähnliche Reduzierung der Trimmfluggeschwindigkeit auch auftreten würde, wenn die Leistung zum Sinkflug reduziert würde .) Die vorliegende Frage geht davon aus, dass dieser Effekt gering genug sein könnte, um nicht der Hauptgrund für die Einbeziehung des Abwärtsschubs in das Design von zu sein irgendein bestimmtes Flugzeug.

Diese Frage richtet sich in erster Linie an Flugzeuge mit kopfmontierten Propellern und einer konventionellen Heckkonfiguration, also stellen Sie bitte sicher, dass Sie diese Konfiguration ansprechen, aber zögern Sie nicht, auch andere Konfigurationen zu diskutieren.

Dies ist eine echte Frage, keine "Fall"-Frage; Ich habe eine Vorstellung davon, wie die Antwort lauten könnte, wäre aber ohne weitere Nachforschungen nicht in der Lage, eine endgültige Antwort zu geben!
Ich denke, Sie werden feststellen, dass, wenn Sie die Schubachse im Flug bei normalem Reiseflug-AOA betrachten, im Gegensatz zur Schubachse relativ zur Längsachse des Flugzeugs selbst, Sie feststellen werden, dass sie beim horizontalen Reisen mehr oder weniger horizontal ist Flug. Wenn der Flügeleinfall Null ist und der Motor um 3 Grad nach unten geneigt ist und der Flügel im Reiseflug mit 3 Grad AOA arbeitet, gibt es Ihre horizontale Schubachse ohne signifikante UP- oder DOWN-Komponente.
@JohnK - danke für den Hinweis, aber wäre die Flügelinzidenz normalerweise wirklich Null? Dies scheint nicht für die Straffung des Rumpfes bei Reisegeschwindigkeit optimiert zu sein. Warum sollte der Flügeleinfall nicht so eingestellt werden, dass der Rumpf bei Reisegeschwindigkeit stromlinienförmig ist? Ich verstehe also Ihre Behauptung, dass der Rumpf im Reiseflug normalerweise nicht eben ist und deshalb der Abwärtsschub vorhanden ist, um die Schublinie im Reiseflug parallel zur Flugbahn zu machen?
@ JohnK - ich glaube, dass zumindest bei einmotorigen Hochdeckerflugzeugen der Abwärtsschub dazu da ist, einer Tendenz entgegenzuwirken, dass der Abwind des Flügels auf das Heck trifft und die Nase in einen höheren Winkel von - Angriff, besonders bei höheren Leistungseinstellungen, da der Downwash durch den Propwash verstärkt wird. Aber ich würde es gerne von jemandem hören, der bessere Kenntnisse darüber hat, entweder aus seiner Arbeit im Klimaanlagendesign oder aus umfangreicheren Recherchen, als ich bisher getan habe.

Antworten (2)

In Bezug auf Johns Kommentar sollten wir uns daran erinnern, dass der andere Spieler ein Drehmoment auf den Schwerpunkt, den horizontalen Stabilisator / das Höhenruder / den Stabilisator / die Trimmflosse ausübte. Idealerweise befinden sich sowohl die Schublinie als auch der horizontale Stabilisator 0 Grad zum Horizont, wobei sich der Flügel im optimalen Reiseflug-AOA befindet.

Unter Motor verringert das Entspannen der statischen Stabilität mit einem kleinen konkurrierenden Abwärtsschub die Notwendigkeit eines übermäßigen Trimmens bei jeder Schubänderung und lässt auch die statische Stabilität voll eingeschaltet, wenn das Flugzeug zur Landung herunterfährt.

Dies ist eine sehr sichere und weit verbreitete Anwendung von Abwärtsschub für GA-Flugzeuge. Da der Kosinus des kleinen Abwärtsschubwinkels sehr klein ist (cos 3 Grad = 0,9986), ist die Auswirkung auf die horizontale Schubkomponente minimal.

Die meisten Leichtflugzeuge sitzen im Flug leicht mit der Nase nach oben. Dies vereinfacht die Designparameter für die Flügelmontage, da der Flügel leicht nach oben geneigt werden muss. Der Konstrukteur versucht, den Schub zu maximieren, indem er den Motor so nach unten neigt, dass er gerade nach vorne zeigt.

Bei einem Hochflügeltyp wird durch Abwinkeln des Motors auch die Schublinie so angepasst, dass sie näher am Druckmittelpunkt verläuft. Dies reduziert Trimmänderungen mit der Motorleistung.

Bei einem Tiefdecker erfordert dies jedoch, dass der Motor nach oben geneigt ist. Aber ein zu starkes Anwinkeln verschiebt die Schublinie noch weiter nach unten, so dass die Nase in einer Situation mit ausgefallenem Triebwerk abfällt, um die Fluggeschwindigkeit beizubehalten und einen Strömungsabriss zu vermeiden. Der abgewinkelte Schub führt auch eine vertikale Komponente ein, dh Auftrieb. Dies geht zu Lasten des Vorwärtsdrangs. Bei einem kleinen Winkel ist der Verlust an Vorwärtsschub und Fluggeschwindigkeit unbedeutend, und der zusätzliche Auftrieb entlastet den Flügel tatsächlich ein wenig, wodurch der Luftwiderstand verringert wird, sodass das Flugzeug tatsächlich einen Bruchteil schneller fliegen kann. Aber für einen signifikanten Winkel nimmt der Schubverlust stärker zu als der Flügelwiderstand abnimmt und das Flugzeug langsamer wird als zuvor. Der Winkel sollte also nicht übertrieben werden.

Es scheint, als würden Sie andeuten, dass die typische Situation einen Aufwärtsschub und keinen Abwärtsschub beinhaltet. Ist das wirklich wahr?
@quietflyer Ich verstehe deinen Standpunkt. Ich werde meiner Antwort etwas hinzufügen.
@ Guy Inchbald "Für einen signifikanten Winkel nimmt der Schubverlust stärker zu als der Flügelwiderstand abnimmt. Es wird gut, wenn die Zahlen ausgeführt werden. Wie wäre es mit einer Berechnung für unser generisches GA 10/1 L / D-Verhältnis, 5 Grad Schub nach oben? Es wäre sin (5) für vertikalen Schub nach oben, cos (5) -1 für horizontalen Schubverlust. Aber sin (5) Flügeldurchbiegungswiderstand verdirbt es, es sei denn, wir halten den Auftrieb vertikal mit Vorflügeln an der Vorderkante. +1 für einige Zahlen. (Vorflügel kann durch erhöhten Sturz noch mehr Auftrieb einbringen)!
Was ist der Zweck des Abwärtsschubs?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v