Wie kann ich mit bekannten Tangenten verschiedener Winkel und mit Faustregeln rechnen?
Welche Formeln sollte ich für fps und NM verwenden?
Ihre Terminologie ist ein wenig verwirrend, aber ich gehe davon aus, dass Sie fragen, wie Sie den Wenderadius und die Wendegeschwindigkeit basierend auf der Fluggeschwindigkeit und dem Querneigungswinkel berechnen. Diese Formeln sind alle im Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge der FAA zu finden, das kostenlos online verfügbar ist.
Das Handbuch gibt die Formeln für Wendegeschwindigkeit und Wenderadius auf Seite 4-34 an :
Die verwendeten Variablen sind:
Bei 120 Knoten und einem Querneigungswinkel von 30° sind Wenderadius und Wendegeschwindigkeit beispielsweise:
Die "magischen Konstanten" in diesen Formeln ( und ) sind Umrechnungsfaktoren für die beteiligten Einheiten (Knoten, Fuß und Grad). Physiker würden einheitslose Formeln verwenden , Erdbeschleunigung (ca ).
Sie können die obigen Formeln auch mit einfacher Algebra neu anordnen, um den erforderlichen Querneigungswinkel bei einer gewünschten Wendegeschwindigkeit oder Wenderadius zu ermitteln.
Beachten Sie schließlich, dass die Dinge viel komplizierter werden, wenn Sie die Winde in der Höhe berücksichtigen . Die Wendegeschwindigkeit ist unabhängig vom Wind immer gleich, aber der Wenderadius gilt nicht mehr, da das Flugzeug einen spiralförmigen Pfad entlang des Bodens verfolgt, keinen Kreis. Die Kurve wird im Luv-Teil der Kurve "schärfer" und im Lee-Teil "weiter" sein. Aus diesem Grund ist das Wenden um einen Punkt ein komplexes Manöver, das in der Fluggrundausbildung vermittelt wird: Um eine kreisförmige Bodenbahn zu fliegen, muss der Pilot die Querneigung des Flugzeugs ständig dem Wind anpassen: geringere Querneigung gegen den Wind, höhere Querneigung gegen den Wind. Der Pilot muss auch das Ruder richtig verwenden, um die Wende jederzeit koordiniert zu halten.
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Auf der rechten Seite dieser Seite finden Sie auch einige "verwandte Fragen", die nützlich sein könnten.
tan(30)
wahrscheinlich vom Kopieren und Einfügen des vorherigen Mitglieds übrig geblieben ist. tan(30°) = 0.5773
.Nach all diesen Antworten mit imperialen Einheiten möchte ich es mit SI-Einheiten erklären, beginnend mit den ersten Prinzipien. R ist der Radius, v die Fluggeschwindigkeit, m die Masse, g die Gravitationskonstante, Φ der Querneigungswinkel und L der Auftrieb.
Der Auftrieb muss gleich dem Gewicht (m·g) und der Zentrifugalkraft (m·ω²·R = m· ), so
mit ρ die Luftdichte, der Auftriebsbeiwert und S die Oberfläche des Flügels. Konvertieren Sie jetzt so, dass Sie v erhalten:
Jetzt können Sie sehen, dass der Nenner nicht Null oder kleiner werden kann, was Ihnen den minimalen Radius für eine gegebene Geschwindigkeit und einen maximalen Auftriebskoeffizienten gibt :
Das ist wie eine "Radiusbarriere": Enger können Kurven nicht geflogen werden. Dies liegt an der Erhöhung der Zentrifugalkraft, die durch das Fliegen steilerer Kurven entsteht. Je steiler die Kurve, desto schneller müssen Sie fliegen, um genügend Auftrieb zu erzeugen, um sowohl das Gewicht als auch die Zentrifugalkraft auszugleichen.
Was immer noch zunimmt, ist Ihre Winkelgeschwindigkeit ω:
Unten habe ich sie für ein Segelflugzeug gezeichnet. Sie können die Radiusbarriere auf 40 m deutlich sehen. Vertrauen Sie mir, es sieht für ein Verkehrsflugzeug genauso aus, nur die Zahlen sind größer.
Wenn Sie eine schnelle Formel zum Schätzen des Radius benötigen, müssen Sie das Quadrat der Fluggeschwindigkeit verwenden, es handelt sich also nicht um eine einfache lineare Beziehung. Für eine Kurve mit 30° Querneigung ( = 1,15), der Nenner der Radiusgleichung ist ungefähr 4, also teilen Sie zur Berechnung des Wenderadius in Metern das Quadrat der Fluggeschwindigkeit durch 4 oder nehmen Sie das Quadrat Ihrer halben Fluggeschwindigkeit in Metern pro Sekunde.
Für die Wendegeschwindigkeit in Grad pro Sekunde teilen Sie 220 durch Ihre Fluggeschwindigkeit in Metern pro Sekunde. Langsamer zu fliegen ermöglicht eine höhere Wenderate.
Nun zum anderen Extrem: Hyperschallflugzeuge brauchen viel Platz zum Manövrieren. Ich habe hier einige Werte, nur zum Spaß:
Die hohe Geschwindigkeit macht das fast erträglich, immerhin dauert eine halbe Umdrehung bei Mach 6 und 2 g nur 336 Sekunden, also unter 6 Minuten. Verkehrsflugzeuge haben eine Neigung von nur 30° oder weniger, daher ist die erste Spalte gültig, wenn Sie Ihr Hyperschallfahrzeug wie ein Verkehrsflugzeug fliegen.
Wenn Sie dies in einem Cockpit tun, hilft eine gute Faustregel mehr als eine genaue Formel:
Querneigungswinkel für Rate 1 Turn ist .
und
Der Windungsdurchmesser beträgt 1 % der Drehzahl.
z.B. für eine 120kts Wende brauchst du der Bank und haben a nm Windungsdurchmesser
Ein anderer Ansatz besteht darin, einfach zu beachten, dass in jeder Levelkurve die Beziehung zwischen dem gesamten Flugzeug G ( ), radiales G ( ), und Gottes G muss Pythagoras entsprechen.
so
oder,
und da der Kurvenradius das Quadrat der Geschwindigkeit über dem Radial G ist,
Das Gesamtgewicht des Flugzeugs ist natürlich nur der Auftrieb geteilt durch das Flugzeuggewicht. und wenn wir unter der Manövriergeschwindigkeit sind (niedrigste Fluggeschwindigkeit, bei der wir den Placard-G-Limit-Lastfaktor erzeugen können) und bei maximalem Anstellwinkel (AOA) drehen, dann ist der Flugzeugauftrieb und das Gewicht kann natürlich durch den bei at erzeugten Auftrieb dargestellt werden bei Stall-Geschwindigkeit oder .
Also Gesamtflugzeug G, ( ), was einfach Auftrieb geteilt durch Gewicht ist, kann dargestellt werden als oder
Durch Einsetzen in die Wenderadiusformel erhalten wir die Wenderadiusformel für eine Wende mit maximaler Leistung (UNTER MANÖVRIERGESCHWINDIGKEIT), ausgedrückt als Funktion der tatsächlichen Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs und der Überziehgeschwindigkeit des Flugzeugs (in True):
wo:
Grafisch sieht es wie folgt aus: Dies gilt für ein Flugzeug mit einer Strömungsabrissgeschwindigkeit von 58 kt (wahr) und einer Placard-G-Grenze von 3,8 Gs. (Der Knick bei 122 Kt ist darauf zurückzuführen, dass wir, sobald wir schneller als die Manövriergeschwindigkeit sind, durch das Schild G begrenzt sind und nicht mehr erreichen können ohne die Flugzeugzelle zu brechen oder zu stark zu belasten.)
Eine einfache Faustregel für den Kurvenradius für eine Standardkurve ist, die Fluggeschwindigkeit durch 180 zu teilen. Beispielsweise beträgt sie bei 90 kn 0,5 sm und bei 120 kts 0,66 sm. Der Wenderadius ist nützlich, um zu entscheiden, wann eine Kurve geführt werden soll, wenn Sie sich einem Fly-by-Fix nähern. Beginnen Sie also beispielsweise bei 90 Knoten, wenn Sie 0,5 Seemeilen vom Fix entfernt sind, mit einer 90-Grad-Drehung. Dies wird berechnet, indem die Geschwindigkeit von 90 nm pro Stunde = 90/60 nm pro Minute für 2 Minuten für eine Wende mit Standardgeschwindigkeit berücksichtigt wird, was einen Kreis mit einem Umfang von 3 nm ergibt, was ungefähr pi entspricht, sodass der Durchmesser dieses Kreises ungefähr 1 beträgt. und der Radius beträgt 0,5 nm. Das Ersetzen von x für 90 in der ursprünglichen Formel ergibt pi*2x/60 ungefähr gleich x/180. Beachten Sie, dass dies nicht den Wind oder die wahre Fluggeschwindigkeit berücksichtigt.
TypIA
Benutzer1876