在視頻“慢速飛行中的操縱”中,敘述者說,慢速飛行時,飛機對副翼和其他控制輸入的反應較弱。他還說,與以正常速度飛行相比,飛機在一定傾斜角度下的轉彎速度更快。我的問題是:為什麼飛機以較低速度飛行時轉彎更快?
所以我要問的基本上是,隨著飛機速度變慢,為什麼它會比快速飛行時開始轉彎更快?
在視頻“慢速飛行中的操縱”中,敘述者說,慢速飛行時,飛機對副翼和其他控制輸入的反應較弱。他還說,與以正常速度飛行相比,飛機在一定傾斜角度下的轉彎速度更快。我的問題是:為什麼飛機以較低速度飛行時轉彎更快?
所以我要問的基本上是,隨著飛機速度變慢,為什麼它會比快速飛行時開始轉彎更快?
轉彎速率取決於以下兩項:
速率或轉彎與升力的水平分量成正比,與飛機的切線速度成反比。
對於給定的傾斜角,無論水平飛行中的空速如何,升力的垂直和水平分量都將相同。
因此,無論空速如何,飛機都將經歷相同的向心加速度。
由於切向速度速度較慢,相對於速度較快的飛機,任何類型的向心力都會產生較大的轉彎速率,這可以通過向心加速度方程來表示。
$$ a_c = \ frac {v ^ 2} {r} $$
所以真正速度為$ v_s = 100 $節的慢速飛行飛機和真正速度為$ v_f = 200 $ kno的快速飛行飛機它們會經歷相同的向心加速度。
$$ \ dfrac {v_s ^ 2} {r_s} = \ dfrac {v_f ^ 2} {r_f} = 4 \ \ dfrac {v_s ^ 2} {r_f} $$
or,$$ \ dfrac {1} {r_s} = \ dfrac {4} {r_f} $$
因此$ r_s < r_f $;在這種情況下,$ r_f = 4 \ r_s $
因為角速度等於切向速度除以半徑。
$$ \ omega = v / r $$
較慢飛機的角速度將大於較快飛機的角速度。
$$ \ omega_s = v_s / r_s $$
和
$$ \ omega_f = \ dfrac {v_f} {r_f} = \ dfrac {2 \ v_s} {4 \ r_s} = \ frac {1} {2} w_s $$
所以我們在這種情況下,慢轉的速度是快轉速度的兩倍。
另一種更簡單的解釋方式是:
兩輛分別以10m / s和100m / s的速度行駛的車輛都向左旋轉180度。
要注意的是,每輛汽車都必須轉彎,以便駕駛員只能承受0.5G的橫向加速度。
對於行駛10m / s的汽車,這意味著轉彎半徑為20m。
汽車將在62.8m的時間內完成轉彎,僅需6秒鐘。
對於速度為100m / s的汽車,轉彎半徑為2000m時將產生相同的側向力。
63秒,距離為6283m。
簡而言之,速度較慢的汽車可以使掉頭更快。
同樣的想法也可以應用於飛行。
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關鍵詞是轉彎率。這意味著,如果您的行進速度較慢,則完成360度轉彎所需的時間會更少。
如果要高速快速完成轉彎,與低速行駛時所需的傾角相比,坡度需要更大的傾角。
如果保持相同的傾斜角度,則重量不會因不同的速度而變化,因此提升也不會變化。然而,在較低的速度下,需要改變方向的動能較小,因此相同的升力要做的功更少。
傾斜的機翼會產生側向力依次用作向心力。實際上,這種作用力將飛機向側面拉向新的運動方向。當轉彎時,向心力將使飛機向側面加速並使其原始速度分量減速,從而使速度矢量的方向不斷變化,而其標量值保持恆定。如果轉換速度較慢,則可以更快地進行轉向。
轉彎時,加速度會用於重定向行駛方向。如果您的初始速度較低(慢速飛行),則需要較少的加速度(傾斜角*時間)來重定向行程。
如果您的初始速度較高(SR-71 Mach 3.2飛行),則更大的加速度(坡度角*時間)才能重定向您的行程。
此處坡度角描述了加速度,因為它可以有效地將“升力”的某些部分重新引導到水平方向,從而引起方向變化。
>當然,直線和水平飛行時,升降機用於精確抵消重力。在水平轉彎中,機翼的某些升力用於引起行駛方向改變(水平加速度),並且還增加了後升力以增加迎角,並在轉彎時引起升力的暫時增加。 (順便說一句,這可能會使您在轉彎時放慢一點速度。)
簡單的答案是,轉動慢速物體要比快速物體花費更少的能量(加速度*時間)。 / p>
在恆定的傾斜角下,較慢的飛機將必須以較高的AOA飛行才能維持與較快飛機相同的升力。在恆定的傾斜角下,垂直和水平提升分量以相同的比率快速或緩慢分佈。
為什麼慢一圈會更快?由於在較高的AOA時阻力增加,所以向前運動的阻力更大,而側面輪廓與較快的側面輪廓相同。
較慢的側面具有與較快的側面相同的橫向加速度(水平升力分量)但向前運動較少。合成矢量(飛行方向)更多地位於轉彎方向。注意,橫向G力相同。為了做到這一點,較快的飛機必須轉慢!
還要使結果偏向於傾斜更慢,增加的電梯偏轉(在傾斜處轉向),有助於使飛機轉得更快。
最後,螺旋槳在尾翼表面爆炸(感謝約翰·K)也產生了更大的轉向力。
機翼向側面拉動飛機,尾翼將其旋轉。緩慢增加功率。