Was sind Quer-, Längs- und Geradeauslauf? [Duplikat]

Wenn wir von Flugzeugen sprechen, die eine stabile Konfiguration haben, bezieht sich dies auf Seiten-, Längs- und Richtungsstabilität. Kann jemand eine praktische Erklärung geben, was das ist und wie sie funktionieren?

Antworten (2)

Die Antwort hier findet sich im Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge (und wahrscheinlich auch anderswo) und lautet wie folgt:

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Die Längsachse eines Flugzeugs ist mehr oder weniger eine gerade Linie durch den Nasenkegel oder die Propellernabe des Flugzeugs und den Endpunkt des Rumpfs (der Schwerpunkt des Flugzeugs liegt normalerweise auch entlang oder knapp über / unter dieser Linie). Es ist die Achse, um die das Flugzeug rollt, gesteuert von den Querrudern. Die Querachse ist parallel zu den Flügeln und verläuft durch den Schwerpunkt des Flugzeugs. Es ist die Achse, um die sich das Flugzeug neigt, wie es von den Aufzügen gesteuert wird. Schließlich ist die vertikale Achse "normal" (in allen Richtungen senkrecht zu) der geometrischen Ebene, die durch die Längs- und Seitenachsen gebildet wird, parallel zum primären Auftriebsvektor des Flugzeugs und (im Horizontalflug) zu seinem Gewichtsvektor. Es ist die Achse, um die das Flugzeug giert, gesteuert durch das Seitenruder.

Die Drehung um eine beliebige Achse ist die Aufgabe eines verknüpften Satzes von Steuerflächen, wie oben erwähnt. Stabilität in derselben Achse, grob definiert als dass diese Linie durch Ihr Flugzeug in dieselbe Richtung zeigt, ist die gemeinsame Aufgabe der beiden anderen Oberflächen, aber in erster Linie diejenige, die die Endpunkte dieser Achse relativ dazu nach oben oder unten bewegen würde das Flugzeug. Aufzüge sorgen also für eine seitliche Drehung, um Längsstabilität zu erreichen, und umgekehrt für Querruder.

Für die vertikale Achse ist es etwas anders, als ob Ihr Flugzeug sowohl längs- als auch querstabil ist, es ist auch "vertikal stabil", das Flugzeug ist jedoch längs- und querstabil, aber völlig außer Kontrolle, in einem "flachen Trudeln". Die Stabilität in der vertikalen Achse ist daher der "Richtungsstabilität" untergeordnet, die dafür sorgt, dass die Längsachse entlang der durch die Quer- und Längsachse gebildeten geometrischen Ebene in eine bestimmte Richtung zeigt. In diesem Fall steuert das Ruder sowohl das Gieren als auch die Richtungsstabilität.

Neben den Steuerflächen ist das Gewicht und insbesondere der Schwerpunkt des Flugzeugs wichtig für die Stabilität. Im Idealfall sind die meisten kleinen Flugzeuge im Horizontalflug am stabilsten, wenn der Schwerpunkt des Flugzeugs genau auf der Mittellinie des Flugzeugs (zwischen der Nasenspitze und der Spitze des Hecks) und leicht vor dem Auftriebsmittelpunkt des Flugzeugs liegt (was hängt vom Anstellwinkel des Flügels ab, liegt aber normalerweise in der Nähe der dicksten Stelle im Querschnitt des Flügels). Während das Flugzeug normal vorwärts fliegt, strömt in dieser Konfiguration der Abwind von den Flügeln über die Oberseite des horizontalen Stabilisators und hält die Nase auf gleicher Höhe. In einem Strömungsabriss wird die leicht nasenlastige Konfiguration zusammen mit den Stabilisatoren im Heck dazu führen, dass die Nase sanft nach unten zeigt, wodurch der normale Luftstrom wiederhergestellt wird und dem Piloten ermöglicht wird, sich zu erholen.

Wenn der Schwerpunkt zu weit vorne liegt, muss der Pilot nach oben neigen oder trimmen, um die Nase auf gleicher Höhe zu halten. Dadurch verringert sich der Weg, den er zum Aufstellen zur Verfügung hat, und in einem Strömungsabriss wird das Flugzeug scharf nach unten fahren und das Höhenruder kann dem Piloten nicht genügend Kraft geben, um aus dem Sturzflug herauszukommen.

Wenn der Schwerpunkt zu weit nach achtern liegt, wird das Flugzeug ständig nach oben fliegen wollen, und der Pilot muss das Höhenruder nach unten oder die Trimmung anwenden. In einem Strömungsabriss wird ein Flugzeug mit einem hinteren Schwerpunkt nicht nach unten fliegen, was verhindert, dass der Pilot den normalen Luftstrom über die Flügel wiederherstellen kann. Dies ist besonders gefährlich in einem unkoordinierten Stall, auch bekannt als Trudeln; Der hintere Schwerpunkt in Kombination mit dem Vorwärtsschub des Motors "stabilisiert" das Flugzeug im Trudeln und macht es unmöglich, sich zu erholen.

Wenn der Schwerpunkt außerhalb der Mittellinie des Flugzeugs liegt, neigt das Flugzeug dazu, zu seiner schwereren Seite zu rollen. Dies wird mit Querrudern oder Querrudertrimmung kompensiert und ist für die meisten alltäglichen Flüge am einfachsten zu kompensieren, aber es kann zu einem ungewohnten Rollverhalten und einer Tendenz zum Abwärtsspiralen führen, die der Pilot kennen und korrigieren muss.

Seitenstabilität ist Rollstabilität: die Tendenz des Flugzeugs, sein Rollen zu reduzieren und in eine aufrechte Position zurückzukehren, es sei denn, es wird kontinuierlich in Position gehalten, z. B. durch die Querruder. (Dies ist normalerweise nur teilweise .)

Längsstabilität ist Nickstabilität: die Tendenz des Flugzeugs, sein Nicken zu verringern und in eine waagerechte Position zurückzukehren (zumindest relativ zu seiner Fahrtrichtung), sofern dem nicht z. B. die Höhenruder entgegenwirken.

Richtungsstabilität (auch als vertikale Stabilität bekannt) ist Gierstabilität: die Tendenz des Flugzeugs, sein Gieren zu reduzieren und in eine gerade Position zurückzukehren (zumindest relativ zu seiner Fahrtrichtung), sofern dem nicht zB durch das Seitenruder entgegengewirkt wird.

All dies ist notwendig, um nicht ständig winzige, präzise Anpassungen an allen Steuerelementen vornehmen zu müssen.

zusammenfassend: Längsstabilität: Nicken (um Querachse) → Höhenruder, Richtungsstabilität: Gieren (um Hochachse) → Seitenruder, Seitenstabilität: Rollen (um Längsachse) → Querruder.