Wie wirkt sich der Schubvektoreffekt auf die Wendegeschwindigkeit aus?

Ich habe gerade eine Frage bekommen, nachdem ich mein altes Buch „Principles of Flight“ gelesen habe. Die Gleichung für die Wendegeschwindigkeit lautet VERROTTEN = 1 , 091 ⋅ bräunen ⁡ ( ϕ ) v , mit ϕ Querneigungswinkel bezeichnen und v Fluggeschwindigkeit bezeichnet

Wie würde sich das ändern, wenn das Flugzeug mit Schubvektorsteuerung wie der F22 oder SU35 ausgestattet ist? Gibt es dafür eine Gleichung?

Wenn Sie zu den tatsächlichen Gleichungen kommen möchten, geben Sie an, WIE die Schubvektorsteuerung verwendet wird. Angenommen, wir befinden uns in einer Linkskurve. Ist die Düse nach links gerichtet, um die Nase nach links zu treiben und die rechte Seite des Rumpfes dem Luftstrom auszusetzen? Oder ist die Düse nach rechts gerichtet, um die Zentripetalkraft bereitzustellen, um die Wendegeschwindigkeit zu erhöhen? Wenn letzteres der Fall ist, was (wenn überhaupt) liefert das Giermoment, das erforderlich ist, um zu verhindern, dass die Nase nach rechts giert? Die Frage, wie Sie sie stellen, scheint nicht ausreichend eingeschränkt zu sein.
Oben war für die Su-35 mit 3-D-Schubvektorsteuerung. F-22 hat nur 2-D.
Ein interessanter Fall, der einige Denkanstöße zur Verbesserung der Frage liefern könnte, ist Northrop YA-9. en.wikipedia.org/wiki/Northrop_YA-9 . Luftbremsen an Flügeln könnten asymmetrisch eingesetzt werden, um die Verwendung des Seitenruders zur Erzeugung einer aerodynamischen Seitenkraft zu erleichtern. Zum Beispiel könnte das Flugzeug, um die Wendegeschwindigkeit in einer Linkskurve zu erhöhen, ohne den Querneigungswinkel zu erhöhen, das Seitenruder nach rechts auslenken , um eine aerodynamische Seitenkraft nach links zu erzeugen. In der Zwischenzeit würde die Nase am Gieren nach rechts gehindert und mit der momentanen Flugbahn ausgerichtet gehalten, indem die Luftbremse an der linken Flügelspitze geöffnet wurde.
Stellen Sie sich also so etwas vor, das eine Art differentielle Flügelspitzen-Bremsvorrichtung mit der Schubvektordüse kombiniert? (Macht die Su-35 das tatsächlich? Soweit mir bekannt ist, nicht, aber vielleicht - vielleicht gibt es hier eine gute Grundlage für eine weitere ASE-Frage -) Abgesehen davon verstehe ich, dass dies der grundlegende Zweck des Systems ist auf der YA-9 sollte es ermöglichen, das Zielen der Waffe und die Flugbahnsteuerung zu entkoppeln.

Antworten (2)

Die Standardgleichung gilt für jede koordinierte horizontale Drehung (so dass der G-Filz in einem Flugzeugbezugssystem "gerade nach unten" zu einem Insassen des Flugzeugs ist). Es spielt keine Rolle, wie alles erreicht wird - Klappen, Hochauftriebsvorrichtungen, Helorotor, Schubvektorsteuerung, was auch immer ... eine koordinierte waagerechte Wende an "dieser" Bank wird "diesen" großen Radius erfordern. Und es wird eine kalkulierbare G-Last haben.

Das tatsächliche Erreichen (und Aufrechterhalten) dieser G-Last kann alle möglichen interessanten Auswirkungen haben, wie z. B. Schubvektorsteuerung. Aber sobald Sie dort sind, gelten die Standardgleichungen.

Und wenn Sie sich entscheiden, eine unkoordinierte Kurve mit einer gewissen seitlich belasteten G-Kraft zu fliegen (z. B. ein Auto, das sich mit hoher Geschwindigkeit dreht ... kein nennenswerter "Querneigungswinkel", sodass die G-Kraft Sie nach außen drückt). der Turn), dann sind alle Standardannahmen aus dem Fenster. An diesem Punkt wäre Ihr Radius eine Funktion von G und nicht von der Bank ... und es würde sehr schnell unangenehm werden!

Ich weiß, wir sollten Kommentare nicht verwenden, um "nette Antwort" zu sagen - aber dies ist eine nette Antwort. Alle Probleme, die darauf zurückzuführen sind, dass die Frage nicht ausreichend eingeschränkt ist, werden gut umgangen (aber auch beleuchtet).
Um nicht pedantisch zu sein, aber bei einer kreisförmigen Bewegung gibt es keine "Kraft, die Sie zur Außenseite der Kurve drückt", Sie beschleunigen nur nach innen.
@bruh_weed: Richtig, die eigentliche Kraft drückt das Flugzeug nach innen und nicht nach außen. Aber es fühlt sich in beiden Fällen gleich an – Sie und Ihr Sitz werden immer noch zusammengeschoben.

Beim Schubvektor drehen Sie sich nicht mehr (wie in: Der Flügel erzeugt die Kraft, die Sie in die gewünschte Richtung beschleunigt), sondern Sie manövrieren nach dem Stall. Als nächstes müssen Sie zwischen der höchsten momentanen Wenderate (Handelshöhe für eine höhere Rate) und der kontinuierlichen Wenderate (die in den meisten Fällen durch den verfügbaren Schub begrenzt ist) unterscheiden.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Drehratendiagramm (Bildquelle ) . Es zeichnet die Machzahl des Flugs auf der X-Achse über der Wendegeschwindigkeit auf der Y-Achse auf. Die fetten farbigen Linien zeigen die anhaltende Wendeleistung mehrerer Flugzeuge. Bei niedriger Geschwindigkeit wächst die Drehrate proportional zum maximal möglichen Lastfaktor, zu dem der maximale Auftrieb des Flugzeugs fähig ist. Der Knick in den Leinen bei etwa 10 - 12 Grad pro Sekunde zeigt die Schubgrenze - um engere Kurven bei noch höheren Lastfaktoren zu fliegen, wird mehr als der installierte Schub benötigt. Jetzt verlaufen die Kurven entlang der Schubgrenze fast horizontal und fallen bei hohen Machzahlen wieder ab, zunächst mit Schallgeschwindigkeit und dann, wenn der Überschallwiderstand den möglichen Lastfaktor verringert.

Die dünnen farbigen Linien zeigen die momentane Wendegeschwindigkeit, wenn ein Höhenverlust erlaubt ist. Die scharfe Spitze beim maximalen Lastfaktor (z. B. 8 g für die Su-27 und 9 g für die F-15) markiert die maximale Wendegeschwindigkeit, wenn der Schub nicht vektorisiert ist und der Flügelauftrieb verwendet wird, um die Richtungsänderung zu erzwingen.

Mit Thrust Vectoring kann das Flugzeug einen Richtungswechsel ganz anders fliegen. Es zieht nach oben, um die Geschwindigkeit zu verringern, und dreht sich dann mit vektoriellem Schub, wenn es mit niedriger Geschwindigkeit in einer Null-G-Parabel fliegt. Wenn der Rumpf in die gewünschte Richtung zeigt, nutzt er die beim Hochziehen gewonnene Höhe, um wieder zu beschleunigen, jetzt in die neue Richtung. Nun hängt die Wendegeschwindigkeit davon ab, wie schnell die Geschwindigkeit reduziert werden kann und wie lange es dauert, neue Geschwindigkeit aufzubauen. Die Drehung selbst dauert nur ein oder zwei Sekunden.

Da eine herkömmliche Kurve auch eine Verlangsamung erfordert und der Raketenangriff beginnen kann, sobald der Rumpf auf den Gegner zeigt, bieten Post-Stall-Kurven mit Schubvektorsteuerung einen entscheidenden Vorteil in einem Luftkampf mit Raketen.

Dieses Papier schlägt eine um 3–5 % höhere Wenderate (nachhaltig) vor, aber ich maße mir nicht an, es in Worte fassen zu können. Der Autor leitet die Drehgeschwindigkeitsgleichung basierend auf dem Schubvektorwinkel und seiner Wirkung auf den Lastfaktor ab. Vielleicht kann es von Nutzen sein.
Wie wirkt sich der Schubvektoreffekt auf die Wendegeschwindigkeit aus?
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