Ich habe einige Nachforschungen über die minimale Sinkrate angestellt und viele Informationen gesehen, die sie definieren (z. B. die Geschwindigkeit, mit der das Flugzeug am längsten in der Luft bleibt usw.) und wie sie im Allgemeinen niedriger ist als die beste Gleitgeschwindigkeit , und liegt im Allgemeinen einige Knoten über der Stallgeschwindigkeit. Es gab auch einige Informationen darüber, wofür (wenn Sie versuchen, nach einem Triebwerksausfall so lange wie möglich in der Luft zu bleiben, um einen Notfall zu bewältigen, oder für Segelflugzeuge, um den Steigeffekt aus einer Thermik zu maximieren),
…. Aber ich konnte nirgendwo eine Analyse / Erklärung dafür finden, wie dies aus physikalischer Sicht funktioniert, wie Sie leicht finden können, um Vx (bester Winkel der Steigfluggeschwindigkeit) und Vy (beste Steigfluggeschwindigkeit) zu erklären Erklären/analysieren Sie sie aus physikalischer Sicht (Vx ist die Geschwindigkeit, bei der Sie den höchsten Überschussschub haben , während Vy die Geschwindigkeit ist, bei der Sie die maximale Überschussleistung haben ).
Außerdem scheint das, was ich gelesen habe, nach meinem begrenzten Verständnis mein grundlegendes Verständnis dessen zu verletzen, was die minimale Sinkrate aus physikalischer Sicht bedeutet. Wie ich es verstehe, ist die minimale Sinkgeschwindigkeitsgeschwindigkeit die Geschwindigkeit, bei der Ihre Sinkgeschwindigkeit am niedrigsten ist (Sie bleiben für die längste Zeit in der Luft). Dies entspricht der Fluggeschwindigkeit, bei der das Flugzeug so langsam wie möglich an Höhe verliert (potentielle Energie). Ohne Strom am Flugzeug steht der Energieverlust (Höhe) in direktem Zusammenhang mit dem Gesamtwiderstand (Energie muss eingespart werden!), und dies tritt bei L/Dmax auf. Alle Komplexitäten, die mit der Bestimmung der maximalen Überschussleistung oder des maximalen Überschussschubs verbunden sind, wie sie zur Analyse von Vx und Vy erforderlich sind, werden strittig. Obwohl es also allgemein anerkannt zu sein scheint, dass sich das minimale Sinken von dem besten Gleiten unterscheidet, Dies scheint die grundlegende Physik zu verletzen. Sie sollten beide bei der Fluggeschwindigkeit (eigentlich AOA) auftreten, bei der der Gesamtwiderstand minimiert ist, dh bei L/Dmax. Wo gehe ich falsch?
Angenommen, das Flugzeug ist eine Punktmasse, kein Wind, kleiner Anstellwinkel und Schub wirkt im Einklang mit dem Luftwiderstand:
Wo ist Schub, ist ziehen, ist der Steigwinkel, ist die Masse des Flugzeugs, ist Gewicht, ist die Fluggeschwindigkeit/Vorwärtsgeschwindigkeit (unter der Annahme, dass es keinen Wind gibt).
In einem Szenario mit vollständiger Abschaltung , und unter der Annahme eines stationären Zustands, :
Die Steiggeschwindigkeit ( ), die das Negativ der Sinkrate ist, hängt mit dem Steigwinkel zusammen durch: . Daher haben wir:
Daher möchten wir für die minimale Sinkgeschwindigkeit die erforderliche Mindestleistung ( ).
Hinweis: Für den minimalen Gleitweg entspricht es , aber nicht für die Mindestabstiegsgeschwindigkeit.
Sie haben Recht, dass Sie Energieverluste minimieren müssen, um eine minimale Sinkgeschwindigkeit zu erreichen. Und ja, Energieverluste hängen mit dem Luftwiderstand zusammen. Aber hier müssen Sie innehalten und noch einmal darüber nachdenken, was „zusammenhängend“ genau bedeutet.
Der Widerstand ist eine Kraft, keine Energie. Aber wenn Sie die auf den sich bewegenden Körper wirkende Kraft mit seiner Geschwindigkeit multiplizieren, erhalten Sie Kraft (dh Energie pro Zeiteinheit), die von dieser Kraft ausgeübt wird. (Eigentlich müssen Sie nur den Bruchteil der Kraft multiplizieren, der parallel zum Geschwindigkeitsvektor ist, aber der Luftwiderstand wirkt per Definition direkt gegen die Bewegung, sodass dies automatisch erfüllt ist).
Daher sind Energieverluste der Luftwiderstand multipliziert mit der Geschwindigkeit. Bei L/Dmax fliegen Sie mit minimaler Widerstandskraft, die auf das Flugzeug wirkt (für einen stabilen Flug), aber der "Energieverbrauch" ist nicht auf dem Minimum.
Wenn Sie die Fluggeschwindigkeit etwas verringern, erhöht sich die Widerstandskraft um einen kleinen Betrag, aber das Produkt aus Fluggeschwindigkeit und Luftwiderstand nimmt dank der verringerten Geschwindigkeit ab. Sie verlangsamen also weiter, bis sich diese beiden Effekte aufheben und Sie an dem Punkt mit minimaler Energieverlustrate landen. Das ist das geringste "Watt" des Luftwiderstands, nicht "Newton".
Zusätzlich zu einigen hervorragenden Inhalten in anderen Antworten ist anzumerken, dass V-Bestglide bei dem Anstellwinkel auftritt, bei dem L / D (und daher auch Cl / Cd) maximiert ist, während dies für flache Gleitwinkel eine gute Annäherung ist zu sagen, dass V-Minsink bei dem Anstellwinkel auftritt, bei dem (Cl^3 / Cd^2) maximiert ist 1 . Der Unterschied zwischen den beiden Formeln bedeutet, dass V-minsink immer bei einer niedrigeren Fluggeschwindigkeit auftritt als V-bestglide. Tatsächlich ist die Verringerung der Sinkgeschwindigkeit, die durch Verlangsamung erreicht wird, der Grund dafür, dass der Term Cl im Ausdruck für V-bestglide in die dritte Potenz, während der Term Cd nur ins Quadrat gesetzt wird. Dies hängt mit dem Konzept zusammen, dass die erforderliche Leistung bei V-minsink minimiert wird.
Der Energieverlust (Höhe) steht in direktem Zusammenhang mit dem Gesamtwiderstand
Nein, wir können zeigen, dass der Gesamtwiderstand bei V-Bestglide minimiert ist, aber wenn wir langsamer einen etwas steileren Gleitpfad hinunterfliegen, können wir mit einer niedrigeren vertikalen Geschwindigkeit enden. Das ist der Grund für den Unterschied zwischen den Fluggeschwindigkeiten für minimales Sinken und bestes Gleiten.
Karl Bretana
Karl Bretana