Wie beeinflusst die Rudergröße seine Fähigkeit, seitlichen Auftrieb zu erzeugen?

Weiß jemand, wie sich Fläche, Höhe und Breite eines Ruders darauf auswirken, wie gut es seitlichen Auftrieb bietet? Ich habe gehört, dass die effektivsten Ruder etwa 35% des MAC des vertikalen Stabilisators ausmachen, aber gibt es mathematische Berechnungen, die dies belegen?

Ich denke, hier muss der Begriff der Effektivität definiert werden. Wenn wir zwei identische vertikale Stabilisatoren und Seitenruder betrachten, könnte einer effizienter sein als der andere, da die Reaktionskraft auf Seitenflächen des Flugzeugs wirkt, die tatsächlich der vertikale Stabilisator selbst sind, aber auch alle anderen vertikalen Oberflächen (Rumpf, Winglets, ... .) Ist die Rudereffizienz relativ zur Gierwinkeldrehzahl? Oder die Fähigkeit, seitlichen Auftrieb zu bieten?
Seine Effizienz im Verhältnis zu seiner Fähigkeit, seitlichen Auftrieb bereitzustellen. Ich frage mich, ob die Fläche der Rudersteuerfläche vergrößert wird. Würde dies es ermöglichen, eine größere Seitenkraft bereitzustellen?
Es stellt eine größere Aktionskraft oder Autorität auf die reagierenden seitlichen Auftriebsflächen bereit.
" Die effektivsten Ruder liegen bei etwa 35% des vertikalen Stabilisator-MAC ", das könnte ich sein, aber ich verstehe nicht, was es bedeutet. Die "Effektivität" scheint durch das erzeugte Moment in Bezug auf den Schwerpunkt gegenüber dem Auslenkungswinkel definiert zu sein, und in diesem Fall ist die Wirksamkeit unbegrenzt, je größer die Fläche, desto besser die Wirksamkeit. Es kommt auch auf die Entfernung zum CG an. Oder meinst du das erzeugte Moment vs. die auf das Ruder ausgeübte Kraft? Es kommt immer noch auf die Entfernung an.

Antworten (1)

Die Zahl von 35 % könnte ideal für ein Seitenruder in GA-Flugzeugen mit anständiger Wirksamkeit und ausreichend hohen Steuerkräften sein, damit ein gutes Steuergefühl erreicht wird.

Im Allgemeinen ist ein Seitenruder an einem Seitenleitwerk wie eine Klappe an einem Flügel. Es verändert beim Auslenken sowohl den Sturz als auch die Neigung der Vertikalen und hilft so dem Piloten, die auf die gesamte Vertikale wirkende seitliche Auftriebskraft einzustellen. Daher können für Ruder die gleichen Formeln wie für Klappen verwendet werden.

Eine einfache Näherung für den Betrag der Auftriebskoeffizientenänderung pro Klappenausschlagwinkel η Ist

C l η = λ ⋅ η
Wo λ ist der relative Akkord der Klappe und η muss in Radiant angegeben werden.

Hermann Glauert hat mit Hilfe der Potentialströmungstheorie eine Formel abgeleitet, die etwas komplexer ist:

C l η = C l a ⋅ 2 π ⋅ ( λ ⋅ ( 1 − λ ) + A R C S ich N λ )

Klappeneffektivität über relative Tiefe

Ich habe beide zusammen mit einer Korrektur der Glauert-Formel unter Verwendung der obigen Windkanaldaten aufgetragen. Es ist bemerkenswert, wie gut bereits die einfache Formel mit den experimentellen Daten übereinstimmt.

Um effektiv zu sein, dürfen die Steuerkräfte an einem Seitenruder nicht zu hoch, aber auch nicht zu niedrig sein, um dem Piloten eine gute Rückmeldung zu geben. Für GA-Flugzeuge und Segelflugzeuge hat sich herausgestellt, dass ein relativer Akkord von 25–35 % die beste Kombination ergibt. Steuerkräfte wachsen mit dem Quadrat der relativen Sehne ihrer Steuerfläche, da sowohl ihre Fläche als auch der Hebelarm der auf sie wirkenden Zusatzkräfte linear mit ihrer relativen Sehne wachsen.

Um die seitliche Auftriebsänderung der gesamten Vertikalen zu berechnen, müssen Sie die Steigung ihrer Auftriebskurve kennen C l a der durch sein Seitenverhältnis und seinen Schwenkwinkel beeinflusst wird, genau wie ein Flügel .

was ist lambda_k?
@MatsLind Der relative Akkord der Klappe. 0,2 wäre der Wert für eine 20 % Klappe.
Danke! Ich dachte das wäre Lambda? Was ist dann Lambda (ohne Index)?
@MatsLind: Kleines Lambda wird für das Verjüngungsverhältnis verwendet. Ich gebe zu, in dieser Antwort war ich schlampig und habe Lambda ohne Index für den relativen Klappenakkord und dann mit Index für dasselbe verwendet.
Wie beeinflusst die Rudergröße seine Fähigkeit, seitlichen Auftrieb zu erzeugen?
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