Auf welche Weise und mit welchen Variablen könnte man die maximale Steiggeschwindigkeit eines Flugzeugs pro Zeit bestimmen? Wenn ich mich nicht irre, suche ich V Y .
Um Ihre mögliche Steiggeschwindigkeit zu berechnen , du wirst brauchen
Berechnen Sie, wie viel Kraft benötigt wird, um den Luftwiderstand zu überwinden, und jeder Überschuss kann zum Klettern verwendet werden:
Beachten Sie, dass diese Gleichung mehrere Vereinfachungen verwendet, aber für Propeller- und langsame Turbofan-Flugzeuge mit moderaten Flugbahnwinkeln gut funktioniert .
Um dies genauer zu tun, müssen Sie berücksichtigen, dass das Flugzeug während des Steigflugs beschleunigen sollte, um am selben Polarpunkt zu bleiben. Nun benötigen Sie weiter:
Sie müssen einen Korrekturfaktor hinzufügen die aus mehreren Komponenten besteht:
wo das Verhältnis der spezifischen Wärmen von Luft ist und 1,405 beträgt, der Index w die feuchte adiabatische Gaskonstante und die Strömungsgeschwindigkeit von Luft bezeichnet, und ist Ihre Flug-Mach-Nummer. kann zwischen -0,004°/m und -0,0097°/m variieren, aber wenn Sie den Durchschnitt von -0,0065°/m verwenden, kann diese Gleichung vereinfacht werden zu:
Dies ist wahrscheinlich die Form, die Sie in den meisten Büchern finden werden, die sich mit diesem Thema befassen. Der zweite Summand sorgt für die Verringerung der atmosphärischen Temperatur mit der Höhe und verschwindet in der Stratosphäre, und der dritte Summand deckt die zusätzliche Energie ab, die für die Beschleunigung in Bezug auf die Flugmachzahl benötigt wird.
Beschleunigungsfaktor über der Flugmachzahl in der Troposphäre für die Standardatmosphäre
Jetzt wird Ihre Steiggeschwindigkeit
Wie Sie aus der obigen Grafik ersehen können, ist der Korrekturfaktor nur bei höheren Geschwindigkeiten wichtig, halbiert jedoch die Steiggeschwindigkeit bei Mach 2. Einige Düsenflugzeuge müssen mit einer hohen konstanten Machzahl steigen, und dann muss das Flugzeug beim Klettern abbremsen. Jetzt wird der Korrekturfaktor kleiner als Eins und die Steiggeschwindigkeit bekommt einen Schub, weil beim Steigen kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt wird.
Um die Fluggeschwindigkeit auszuwählen, bei der die Steiggeschwindigkeit oder der Flugbahnwinkel ein Maximum erreichen , müssen Sie nun beschreiben, wie sich der Schub mit der Fluggeschwindigkeit ändert. Vereinfachend können wir sagen, dass sich der Schub über die Geschwindigkeit proportional zum Ausdruck ändert wo ist eine Konstante, die vom Motortyp abhängt. Kolbenflugzeuge haben eine konstante Leistungsabgabe, und der Schub ist daher über den Geschwindigkeitsbereich akzeptabler Propellerwirkungsgrade umgekehrt zur Geschwindigkeit wird -1 für Kolbenflugzeuge. Turboprops nutzen den Staudruck, sodass sie ein wenig davon profitieren, schneller zu fliegen, aber nicht viel. Ihr ist -0,8 bis -0,6. Turbofans sind besser darin, den Staudruck zu nutzen, und ihre ist -0,5 bis -0,2. Je höher das Bypass-Verhältnis, desto negativer ist ihr wird. Jets (denken Sie an J-79 oder sogar den alten Jumo-004) haben zumindest im Unterschallstrom einen ungefähr konstanten Schub über der Geschwindigkeit. Ihr liegt bei etwa 0. Positive Werte von findet man bei Staustrahltriebwerken - sie entwickeln mehr Schub, je schneller sie sich durch die Luft bewegen.
Die Fluggeschwindigkeit für maximale Steigrate ( ) wird bei einem Auftriebsbeiwert erreicht von
während der steilste Anstieg mit a möglich ist von
Nomenklatur:
Auftriebskoeffizient
Schub
Flugzeugmasse
Schwerkraftbeschleunigung
3.14159
Seitenverhältnis des Flügels
der Oswald-Faktor des Flügels
Nullauftriebs-Widerstandsbeiwert
Luftdichte
Bezugsgebiet
Zu den Variablen müssen Luftbedingungen (Temperatur, Feuchtigkeit, Höhe ab), Motorleistungsdaten in dieser Höhe und die Fluggeschwindigkeit für das betreffende Flugzeug gehören.
Sie haben Recht, dass Vy Ihnen den maximalen RoC gibt. Vy ist jedoch eigentlich nur eine Geschwindigkeit, keine Steigrate, und entspricht in Abhängigkeit von einigen Faktoren leicht unterschiedlichen Steigraten. Die, die einem in den Sinn kommen, sind A/C-Gewicht, Temperatur und Dichtehöhe. Zusammen mit der Leistungseinstellung ist diese jedoch etwas selbsterklärend. Zur Bestimmung der Geschwindigkeit würden Sie normalerweise einfach Ihren PPOH oder AOM konsultieren, um ein Leistungsdiagramm zu finden, das Ihnen die Basisgeschwindigkeit gibt, und Sie können es für jede der aufgeführten Variablen korrigieren, um eine genaue Steigrate zu erhalten.
voretaq7
Peter