Hat der Ausdruck "Überziehgeschwindigkeit" eine Definition?

Ich lese, nicht nur auf dieser Seite, dass die Strömungsabrissgeschwindigkeit eines Tragflügels nicht existiert, und bemühe mich normalerweise, mich von diesem Ausdruck fernzuhalten.

Während ein Profil bei jeder Fluggeschwindigkeit abwürgen kann, ist es klar, dass sich die Abrissgeschwindigkeit auf die Fluggeschwindigkeit bezieht, bei der der Abriss in einem horizontalen 1G-Flug auftritt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Überziehgeschwindigkeiten für B747-200 (n=1). ( Quelle ).

Diese Geschwindigkeit ist die niedrigste, die eine vertikale Auftriebskomponente erzeugen kann, die gleich dem Gewicht ist, wenn sich das Strömungsprofil in seinem Stall-Anstellwinkel befindet.

Ich würde diese implizite Annahme mit der maximalen Fluggeschwindigkeit eines Flugzeugs vergleichen: Es ist klar, dass wir mindestens einen horizontalen Flug und eine Standardatmosphäre usw. annehmen, sonst kann diese Geschwindigkeit auch alles sein.

Was ist also falsch an dieser Definition der „Überziehgeschwindigkeit“? Ist die Stallgeschwindigkeit im Bereich Aerodynamik definiert?

Anwendungsbeispiel: Stall Speed ​​(Dr. Mustafa Cavcar).

Antworten (4)

In der Tat "existiert die Strömungsabrissgeschwindigkeit eines Tragflügels nicht." Aber die Stallgeschwindigkeit eines Flugzeugs existiert, obwohl sie vom Flugzeuggewicht abhängt W , Ladefaktor n z , Konfiguration (z. B. Klappenstellung) und der Luftdichte. Diese Variabilität macht es nachteilig (für Piloten – ja sogar gefährlich), an den Stall eines Flugzeugs in Bezug auf eine bestimmte Stallgeschwindigkeit zu denken v S t a l l , als wäre es ein konstantes Merkmal des Typs. Was (annähernd) konstant ist, sind der Stall-Anstellwinkel und der Stall-Auftriebskoeffizient c L S t a l l .

Die Gleichgewichtsgleichung für die auf das Flugzeug im Stall in seiner Symmetrieebene und senkrecht zu seiner Geschwindigkeit wirkenden Kräfte lautet:

n z W = 1 2 ρ v S t a l l 2 S r e f c L S t a l l

Wenn man die Algebra macht, kann man die Stall-Geschwindigkeit leicht in Bezug auf die verbleibenden Parameter ausdrücken ( ρ = Luftdichte, S r e f = Bezugsfläche) Der resultierende Ausdruck erklärt (i) dass es für ein Flugzeug eine Strömungsabrissgeschwindigkeit gibt; (ii) die Art seiner Abhängigkeiten und (iii) dass es für ein Strömungsprofil, für das kein Kräftegleichgewicht gilt, keine "Abrissgeschwindigkeit" gibt.

Hallo DEL, ich habe mir erlaubt, Ihrer Antwort etwas MathJax hinzuzufügen. Wenn Sie zur alten Version zurückkehren möchten, gehen Sie zurück in den Bearbeitungsverlauf und kehren Sie zur ursprünglichen Antwort zurück.
Hallo Peter. Danke für deine Mühe. Ich bin noch nicht vertraut mit dem Schreiben von Gleichungen hier, und im Moment habe ich keine Zeit, es zu lernen. Daher werde ich nicht neu editieren. Dennoch habe ich Probleme mit Ihrer Bearbeitung: (1) Gewicht, W, ist vollkommen in Ordnung und ich sehe keinen Grund, es in m * g zu ändern; (2) Ich bevorzuge C_L_max gegenüber C_L_stall, da es hilft zu verstehen, was C_L_stall ist; (3) Die "verbleibenden Variablen" müssen W, n und C_L_max sowie rho enthalten, aber nicht S_ref, das eine Konstante ist; (4) Wenn man weiß, wie man hier Gleichungen schreibt, wäre es besser, einfach den "resultierenden Ausdruck" zu schreiben, anstatt darüber zu schreiben.
Der Rest der restlichen Variablen ist bereits im Text erklärt; Ich sehe keine Notwendigkeit, sie noch einmal aufzulisten.

Es gibt keine Single-Stall-Geschwindigkeit, denn Stall hängt davon ab

Für Vorschriften ist jedoch die Vereinfachung einer Singlestall-Geschwindigkeit hilfreich; hier ist es die Mindestgeschwindigkeit, bei der das Flugzeug im Leerlauf gesteuert werden kann. Beachten Sie, dass die Definition für Stallgeschwindigkeit in den US-Vorschriften für GA-Flugzeuge ( Teil 23 Unterabschnitt B §23.49 ) ziemlich vage ist und Details wie die Flugmasse und die Höhe zulässt

in dem bei der Prüfung vorliegenden Zustand, in dem V S Ö und v S 1 werden benutzt;

Zumindest muss der Schwerpunkt in der Position sein, die zu der höchsten Stallgeschwindigkeit führt (normalerweise am weitesten vorne). Die Steuerbarkeitsbedingung kann dazu führen, dass die Überziehgeschwindigkeit nicht beim höchsten Auftriebskoeffizienten liegt, sondern an der Steuergrenze des Höhenruders. Beachten Sie auch, dass es nicht im Horizontalflug bestimmt wird, sondern mit Triebwerken im Leerlauf oder ohne Schub.

Dein verlinktes Beispiel ist eher theoretisch - die Steigung der Auftriebskurve eines Flugzeugs sieht selten so schön und sauber aus wie im Beispiel. Testet man einen Flügel mit konstantem Querschnitt im Windkanal, lässt sich aus der daraus resultierenden Steigung der Auftriebskurve ein maximaler Auftriebsbeiwert definieren und daraus unter Addition von Flächenbelastung und absoluter Größe (für die Reynolds-Zahl) eine theoretische Stallgeschwindigkeit berechnen ). Die im Flugtest gemessene Überziehgeschwindigkeit wird jedoch anders und höchstwahrscheinlich höher sein.

„Überziehgeschwindigkeit“ wird nur in Bezug auf das Luftfahrzeug definiert, da dies der Fall ist, wenn sie eine physikalische Bedeutung hat. Wir definieren Strömungsabriss als den Punkt, an dem das Profil oder der Flügel aufhört, den notwendigen Auftrieb aufgrund von Strömungsablösung zu erzeugen (dies ist eine extrem einfache Definition, die für jetzt ausreicht), dh an dem der Auftriebskoeffizient maximal ist.

Bei Flugzeugen wird die Überziehgeschwindigkeit dort angegeben, wo der Flügel das Maximum erreicht. Auftriebskoeffizient. Grundsätzlich verwenden wir die Stallgeschwindigkeit, weil sie dem Piloten direkt zur Verfügung steht, dh eine abgeleitete Größe ist, die unter anderem auf Anstellwinkel, Konfiguration usw. basiert. An sich hat der Wert keine Bedeutung, wie Sie selbst darauf hingewiesen haben.

Wenn wir nun zum Tragflügel kommen, kann die gleiche (oder ähnliche) Definition nicht verwendet werden, da es aufgrund der Beschaffenheit des Tragflügels selbst keine Möglichkeit gibt, zu sagen, dass Auftrieb gleich Gewicht ist. Somit ist die Stallgeschwindigkeit ein Leistungsbegriff, kein aerodynamischer.

Eine Stallgeschwindigkeit kann vorhergesagt werden, wenn die anderen Variablen, die Faktoren für einen Stall bei irgendeiner gegebenen Geschwindigkeit sind, bekannt sind.

Offensichtlich besteht der Diskussionspunkt bei der Stallgeschwindigkeit darin, sicherzustellen, dass sich jeder bewusst ist, dass es sich nicht um eine feste Zahl handelt, und es ist definitiv nicht die maßgebende Variable in Bezug auf den Punkt, an dem ein Strömungsprofil zum Stillstand kommt; Das wäre der Anstellwinkel.

Der Grund, warum wir das Vorhandensein einer geschätzten Strömungsabrissgeschwindigkeit unter üblichen, vorhersehbaren Flugbedingungen anerkennen müssen, liegt darin, dass die Fluggeschwindigkeit einer der Hauptfokuspunkte des Piloten während kritischer Flugphasen sein wird, in denen ein Strömungsabriss ein größeres Risiko darstellt.

Der Versuch, eine Geschwindigkeit zu verwenden, ist einfach praktischer. Es gibt praktisch unbegrenzte Strömungsabrissgeschwindigkeiten, so wie wir eine durch Null geteilte Zahl als „undefiniert“ bezeichnen, ist die Strömungsabrissgeschwindigkeit auch numerisch undefiniert.

Ja, es hat eine literarische Definition, aber nein, es hat keine numerische Definition, sondern nur einen Bezugspunkt für verschiedene Betriebskonfigurationen in verschiedenen Flugzeugen.