Wie quantifiziert man die Wirksamkeit des Ruders als Funktion des Querneigungswinkels?

Ich überprüfe derzeit nur zum Spaß die Flugzeugdynamik auf der Grundlage von OEI-Szenarien (ein Triebwerk außer Betrieb). Nachdem ich gelesen hatte, dass "geringere Pedalkräfte bei höheren Querneigungswinkeln" erforderlich sind, dachte ich darüber nach, wie unterschiedlich die aufgebrachten Ruderkräfte in zwei verschiedenen Testfällen sein könnten:

  1. Ausfall des linken Motors -> Seitenruder muss nach rechts bewegt werden
  2. Ausfall des rechten Motors -> Seitenruder muss nach links bewegt werden

Nehmen wir für alle Absichten und Zwecke an, dass sowohl die Fälle 1) als auch 2) mit einem Flugzeug einhergehen, das den gleichen Querneigungswinkel hat (rechte Flügelspitze höher als linke Flügelspitze). Letztendlich, in welchem ​​​​Fall 1) oder 2), müsste der Ruderausschlag größer sein? Welcher Fall würde also höhere Pedalkräfte erfordern?

Antworten (1)

Normalerweise erfordert der Fall nur des rechten Triebwerks (linker Triebwerk ausgefallen) mehr Rudereingabe, um den asymmetrischen Schub zu korrigieren, als der Fall des rein linken Triebwerks, da der P-Faktor des Propellers zu einer höheren Rudereffektivität führt, wenn mit dem linken Triebwerk geflogen wird (die Nettoschublinie des linken Triebwerks). Motor, der rechts von der Propellerscheibe versetzt ist, näher am Ruder ist, so dass das Ruder weniger Arbeit zu leisten hat, und weiter vom Ruder auf der rechten Seite entfernt, damit es mehr Arbeit zu leisten hat).

Es sei denn, der Motor hat gegenläufige Propeller, in diesem Fall sind die P-Faktor-Effekte symmetrisch, sodass die Ruderanforderungen in einer Situation mit ausgefallenem Motor gleich sind.

Darüber hinaus neigen Sie bei einem Zwilling mit flügelmontierten Triebwerken im Allgemeinen leicht in das aktive Triebwerk, um einen koordinierten Flug zu erreichen (normalerweise ist eine Querneigung von 5 Grad in das aktive Triebwerk die Faustregel für das Training mit mehreren Triebwerken).

Der Grund dafür ist, dass der Schub des aktiven Triebwerks, summiert mit dem seitlichen Schub der Ruderbetätigung, eine resultierende Schublinie verursacht, die zum toten Triebwerk hin verzerrt ist, und Sie mit geraden Flügeln leicht seitwärts fliegen. Das Einbiegen in das aktive Triebwerk führt eine Seitenschlupfkomponente in die entgegengesetzte Richtung zum aktiven Triebwerk ein, wodurch die resultierende Schublinie wieder (mehr oder weniger) geradeaus ausgerichtet wird.

Das Ergebnis ist, dass das Flugzeug leicht geneigt, aber gerade durch die Luft fliegt, dh kein Seitenschlupf, obwohl die aktive Triebwerksflügelseite etwas nach unten zeigt. Die Kufenkugel zeigt auf den Erdmittelpunkt, aber diese Position der Kugel in der Phiole befindet sich in Richtung des niedrigen Flügels (die Kugel sollte etwa eine halbe Kugelbreite von der Mitte entfernt in Richtung des aktiven Motors sein).

Grundsätzlich hebt der Seitenschlupf den Seitenschub auf, der durch die Ruderauslenkung verursacht wird, oder umgekehrt wirkt der Seitenrudereingang der Seitenschlupftendenz aus der aufgebrachten leichten Querneigung entgegen.

Sie können mehr als das neigen und es wird noch weniger Ruder benötigt, aber Sie werden jetzt seitlich in Richtung des aktiven Motors rutschen, und wenn Sie an einem heißen Tag mit viel Müll an Bord in einem leichten Zwilling sind, werden Sie es nicht tun klettern, bis Sie die Dinge korrigiert bekommen.

Mehr Ruderausschlag ist also unter sonst gleichen Bedingungen erforderlich, wenn der "kritische" Motor ausgefallen ist, normalerweise der linke, wenn beide Motoren in die gleiche Richtung drehen, im Uhrzeigersinn von hinten. Wenn die Motoren gegenläufig rotieren, wie bei einem Lockheed P-38 oder den Piper-Zwillingen, die diese Funktion hatten, gibt es keinen kritischen Motor und die Verdrängungen und Kräfte sind für beide Motoren gleich, obwohl Sie sich immer noch leicht hineindrehen sollten das Live-Triebwerk, um einen echten koordinierten Flug aufrechtzuerhalten.

Bei Jets mit am Rumpf montierten Triebwerken ist diese Neigung zum aktiven Triebwerk nicht erforderlich und wird nicht gelehrt, da die erforderliche Neigung nur ein oder zwei Grad beträgt, nicht genug, um sich darum zu kümmern.

Boeing lehrt die Verwendung einer leichten Querneigung zum laufenden Motor. Ich glaube, Airbus tut das auch. Hier ist ein Zitat aus dem Boeing 777 Flight Crew Training Manual: „Wenn das Seitenruder getrimmt wird, um das Steuerrad auszurichten, behält das Flugzeug den Kurs bei. Eine geringe Querneigung zum laufenden Motor kann auf der Querneigungsanzeige erkennbar sein. Der Schlupf-/Schlupfanzeiger ist leicht in Richtung des laufenden Motors verschoben.“
Ah danke! Ich habe mich darüber gewundert. Ich wurde auf den CRJs trainiert und ich gehe davon aus, dass die am Heck montierten Motoren es weniger wichtig gemacht haben, obwohl Sie immer noch ein ziemlich hartes Gieren bekommen, wenn Sie mit einem einzigen Motor bei TO-Schub sind. Wahrscheinlich beträgt der erforderliche Querneigungswinkel nur 2 Grad, nicht genug, um sich darum zu kümmern.