Welche Beziehung besteht zwischen der Geschwindigkeit eines Flugzeugs und der Startstrecke?

Ich denke, Ihre Frage bezieht sich auf neue Flugzeuge im Entwurf und nicht auf bestehende Flugzeuge?

Die Dynamik des Bodenrollens / Stoppens wird durch eine Gleichung bestimmt:

Wo$T$ist Schub,$D$ist ziehen,$\mu$ist der Reibungskoeffizient,$L$ist Aufzug,$m$ist Masse u$g$ist Gravitationsbeschleunigung. Da Schub, Luftwiderstand und Auftrieb eine Funktion der Fluggeschwindigkeit sind (und Spoiler + Bremsen + Schubumkehrer abbrechen sollten), besteht der naivste Weg darin, die Gleichung nur zweimal numerisch zu integrieren, um die Entfernung zum Zeitpunkt zu erhalten.

Vergessen Sie jedoch nicht, dass die Startstrecke und die Beschleunigungs-Stopp-Strecke berücksichtigt werden müssen, wenn alle Triebwerke in Betrieb sind und das kritische Triebwerk ausgefallen ist.$V_1$, sofern nicht durch die Steuerbarkeit eingeschränkt, sollte so gewählt werden, dass sich die beiden Abstände ausgleichen. Denken Sie auch daran, dass ein guter Teil der Startstrecke aus Rotation und Beschleunigung besteht$V_2$vor 35 Fuß mit dem kritischen Motor versagte. Die vorherige Gleichung berücksichtigt diesen Anteil nicht.

Im Allgemeinen werden die Leistungsdiagramme im POH verwendet. Die müssten Sie berücksichtigen. Landebahnlänge, Gewicht, Temperatur, Wind. Als ich eine 100-PS-C150 flog, gab es Tage, an denen ich nicht mit vollen Tanks und meinem Fluglehrer an warmen Tagen aus dem 1686-Fuß-Streifen mit Hindernissen, an dem ich stationiert war, abheben konnte. Auch als ich auf einen C177 mit 180 PS umstieg, gab es einige Reisen, bei denen ich die Familie an einem längeren Streifen traf, wenn wir vollgetankt waren und viel Gepäck für einen Familienurlaub mitnahmen.

Bei größeren Passagierflugzeugen, an denen im letzten Sommer Tage in AZ waren, konnten einige Flugzeuge meiner Meinung nach nur morgens als erstes abfliegen, weil die Temperaturen für sichere Starts zu heiß wurden und die Motoren bei der auftretenden hohen Hitze nicht genug Leistung erbringen konnten.

Sie müssen also Flugzeug für Flugzeug fliegen, um eine Leistungsdatengleichung zu erstellen.

Sie können damit beginnen, Ihr Modell auf der Grundlage eines Flugzeugs mit Dreiradgetriebe (kein Heckschlepper) zu bauen, das aus dem Stand Vo auf die Rotationsgeschwindigkeit Vr beschleunigt. Dies wird es viel einfacher machen, da sich die Neigung des Flugzeugs nicht ändert.

Die Beschleunigung basiert auf dem Schub, der auf eine gegebene Masse wirkt (a=f/m). In einem Vakuum wären Sie fertig. Nicht hier. Der Luftwiderstand wirkt auf das Flugzeug, sobald es sich bewegt. Die Motordrehzahl kann ansteigen, wenn der Luftstrom den Propeller entlastet. Pfund Luftwiderstand müssen von Pfund Schub abgezogen werden, um eine Beschleunigung bei einer bestimmten Geschwindigkeit zu erreichen.

Windkanal-Schub- und Widerstandsdaten in voller Größe von Vo bis Vr-Geschwindigkeit würden eine Beschleunigungskurve für verschiedene Geschwindigkeiten erzeugen (früher griffen wir nach Millimeterpapier, um zu versuchen, es zu einer geraden Linie zu machen).

Selbst mit Standarddruck und -temperatur ist es also kompliziert, also muss man es auf die altmodische Weise machen, einen Datenpunkt nach dem anderen. Wie in den Kommentaren angegeben, ergibt dies ein tabellarisches Diagramm.

Aus diesem Diagramm können mathematische Extrapolationen abgeleitet, Grafiken gezeichnet und Formeln entwickelt werden. Diese Formeln können durch noch mehr Tests verfeinert werden. Sobald diese einigermaßen genau sind, kann ein Computerprogramm geschrieben werden, das problemlos Kombinationen aus Schub, Gewicht und Luftwiderstand knirscht, um eine Startentfernung und -geschwindigkeit basierend auf der Beschleunigungskurve zu generieren.

Berechnungen für verschiedene Klappeneinstellungen, atmosphärische Bedingungen, Niederschlag, Gegenwind/Rückenwind und Pistenoberflächenbedingungen könnten ebenfalls einprogrammiert werden.

Aber wegen der kritischen Natur der Startentfernung ist eine gründliche Validierung der veröffentlichten Werte ein Muss.