Wie erreiche ich eine niedrigere Stall-Geschwindigkeit und erfasse das Potenzial CLmax ohne genügend Aufzugssteuerungsautorität?

Es hängt teilweise davon ab, was Sie genau mit "Trimmen" meinen.

Piloten verwenden eine ziemlich enge Definition, bei der Trimmung bedeutet, die Steuerkräfte für eine bestimmte Steuerflächenauslenkung und -geschwindigkeit auf Null zu setzen. Dies wird durch Laschen oder Federn im Steuergestänge erreicht.

Ingenieure verwenden es breiter und schließen die Fähigkeit ein, Steuerflächen so abzulenken, dass die gewünschte Fluglage stabilisiert werden kann. Ich vermute, dass Sie sich auf diesen Gedankengang beziehen.

Lange bevor der Auftriebsbeiwert eines ins Stocken geratenen Flugzeugs seinen Höhepunkt erreicht, beginnt sich die Strömung über einem Teil des Flügels abzulösen. Idealerweise geschieht dies in der Nähe der Hinterkante der Flügelwurzel, und die Trennung schreitet langsam nach vorne und außen fort, wenn der Anstellwinkel zunimmt. Diese Trennung verschiebt das örtliche Druckzentrum nach hinten, so dass das Flugzeug einen zunehmenden Bug-nach-unten-Moment erfährt, wenn es sich dem Strömungsabriss nähert. Um es bei höheren Anstellwinkeln zu stabilisieren, sind daher nichtlinear zunehmende Höhenruderauslenkungen erforderlich. Je nach Lage des Schwerpunkts reicht die installierte Höhenruderautorität möglicherweise nicht aus, um das Flugzeug ganz in den voll entwickelten Strömungsabriss zu trimmen.

Wenn Sie die erste Interpretation von "Trimmen" meinen, dann ja, die meisten Flugzeuge erlauben Ihnen nicht, Stick-Kräfte in den stationären Stall zu nullen. Der Trimmbereich sollte die Geschwindigkeit für den steilsten Anstieg abdecken, nicht mehr. Wenn der Schwerpunktbereich jedoch breit genug ist, sollten Sie in der Lage sein, ein Flugzeug mit hinterem Zahnrad ganz in den Strömungsabriss zu trimmen. Schließlich können Sie mit neutraler Stabilität idealerweise jeden Anstellwinkel mit demselben Höhenruderauslenkungswinkel trimmen (zweite Interpretation) (beachten Sie, dass die oben erläuterte Nichtlinearität mehr negative Höhenruderauslenkungen erfordert, wenn Sie sich dem Stall nähern, selbst in einem statisch neutralen Flugzeug).

Ich würde ausschließen, dass die Steuerkräfte zu hoch sind - schließlich fliegt das Flugzeug beim Abwürgen im Horizontalflug bei 1 g so langsam wie möglich, also sollten die Steuerkräfte klein sein.

Die Auswirkungen des Schubs hängen von der Motorinstallation ab. Mit einem Propeller erhöht mehr Leistung das Drehmoment und erhöht den dynamischen Druck am Heck. Nun kommt es darauf an, ob der Prop-Blast das Leitwerk trifft - wenn nicht, ist der Effekt der zusätzlichen Leistung bestenfalls ein asymmetrischer Strömungsabriss.

Falls Sie eine Konfigurationsänderung haben, bei der die ältere Konfiguration bekannt ist und die neue die gleichen Flugeigenschaften haben sollte, verwenden Sie das Heckvolumen als Größenparameter. Horizontale Leitwerke mit gleichem Volumen sollten die gleiche Steuerkraft ergeben. Volumen ist das Produkt aus Fläche und Hebelarm zwischen Leitwerksneutralpunkt und Schwerpunkt. Wenn der neue Schwanz einen anderen Flächenwinkel hat, vergessen Sie nicht, den Kosinus des Flächenwinkels hinzuzufügen.

Beim Vergleich von Höhenrudern gleicher Größe, aber mit unterschiedlichen Klappensehnen, verwenden Sie zum Vergleich die Quadratwurzel der relativen Klappensehne. Angenommen, der alte Aufzug hat eine Klappe von 20 % und der neue 30 %. Der neue hat 22,5 % mehr Steuerkraft bei gleichem Ausschlag ($\sqrt\frac{0.3}{0.2}$).

Je nach Höhenruderakkord hilft ab einem gewissen Punkt mehr Auslenkung nicht mehr viel (normalerweise 20° für ein Höhenruder von 25 % – höher zu gehen bringt wenig Steuerkraft). Nun gibt es mehrere Möglichkeiten, die Regelleistung zu erhöhen:

• Ändern Sie die Inzidenz des Stabilisators. Das ist es , was Flugzeuge tun , um die massiven Trimmänderungen zu kompensieren, die durch Fowler-Klappen verursacht werden.
• Fügen Sie Vorderkantenvorrichtungen am Stabilisator hinzu, um das Höhenruder effektiver zu machen. Dies fügt jedoch eine Menge Komplexität für einen kleinen Gewinn hinzu.
• Verwenden Sie geschlitzte Klappen und Doppelklappen, um einem vorhandenen Höhenruder mehr Steuerkraft und höhere nützliche Ablenkwinkel zu entlocken. Auch hier sollen Verkehrsflugzeuge mit ihren Flügelklappen den Weg weisen.

Bei der Dämpfung haben sowohl der Flächenwinkel als auch der Hebelarm einen quadratischen Einfluss, während sie einen linearen Einfluss auf die Steuerkraft haben. So kann man Dämpfungs- und Steuercharakteristik individuell einstellen.

Ist Wing Sweep eine Option? Mit nach innen gerichteten Klappen und genügend Schwung können die Klappen momentneutral sein.

Sie haben keine ausreichende Höhenruderautorität, um dem durch Klappen erzeugten Moment entgegenzuwirken. Klappen mit einem reduzierten Moment erfordern weniger Höhenruderautorität und ermöglichen somit eine größere Auslenkung und Cl. Wenn innere Klappen mit einem gepfeilten Flügel verwendet werden, können sie je nach Pfeilung, Klappengröße, Spannweite und Sehne ein reduziertes Moment bis auf null zusätzliches Moment haben, wenn sie ausgelenkt werden.