Ich mache ein Problem zu Flight Mechanics, bei dem eine Banked Turn durchgeführt wird. Der Schwerpunkt des Flugzeugs liegt immer in einer horizontalen Ebene.
Um die dynamischen Gleichungen zu schreiben, muss ich einige Vereinfachungen und Bedingungen annehmen. Eine davon ist die folgende:
Der Schiebewinkel des Schubs ist gleich und mit entgegengesetztem Vorzeichen wie der Schiebewinkel des Flugzeugs, das heißt: ( ).
Seitenschlupfwinkel ( ) ist definiert als der Winkel, den der Geschwindigkeitsvektor zur Längsachse des Fahrzeugs am Schwerpunkt in einem Momentanrahmen bildet.
Schubseitenschlupfwinkel ( ) ist definiert als der Winkel, den der Schubvektor zur Längsachse des Fahrzeugs am Schwerpunkt in einem momentanen Rahmen bildet. https://en.wikipedia.org/wiki/Slip_(aerodynamics)#Sideslip_angle
Dann muss ich die dynamischen Gleichungen für den symmetrischen Flug und für den unsymmetrischen Flug schreiben.
Meine Fragen sind:
Um eine Masse auf eine Kreisbahn zu bringen, bedarf es physikalisch bedingt einer geeigneten Zentripetalkraft. In einem Flugzeug in einer geneigten, ausgeglichenen Kurve kommt dies von der nach innen gerichteten Komponente des Auftriebs aufgrund des Querneigungswinkels.
Wenn die Kurve jedoch nicht richtig koordiniert ist, kann es zusätzliche Beiträge zur Zentripetalkraft von dem Triebwerksschub geben, der nicht länger tangential gerichtet ist, und Seitenschub auf die Flugzeugzelle aufgrund von Schlupf.
Der Extremfall ist die flache Kurve, bei der die Flügel waagerecht bleiben und der Triebwerksschub aufgrund des Seitenschlupfes eine nach innen gerichtete Komponente hat.
Abgesehen von einem Flugzeug mit Vektorschub ist der einzige Grund für einen Schubseitenschlupfwinkel, der mir einfällt, der, dass viele Flugzeuge mit einer Luftschraube einen eingebauten Seitenschub haben, um dem Motordrehmoment entgegenzuwirken. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass der Seitenschubwinkel des Motors gleich dem Schwimmwinkel ist, sodass in diesem Fall die Annahme, dass die beiden Winkel gleich sind, nicht gültig sein kann.
Die Schublinie einer Luftschraube ändert sich nicht mit Schlupf. Der Schlupf verursacht einen asymmetrischen Schub auf die Schaufeln, der gyroskopisch präzediert, so dass die Luftschraube ein Paar erzeugt, das dazu neigt, den Schlupfwinkel zu vergrößern.
DeltaLima
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Jan Hudec
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Peter Kämpf