Qual é o ângulo máximo do banco de um planador?

O ângulo do banco ($ \ phi $) em um turno estacionário é limitado pelo fator de carga máxima da aeronave (ou pelo piloto - o que for menor): $$ \ phi_ {max} = \ arccos (\ frac {1} {n_ {max}}) $$

Os planadores de categoria de utilitário ($ n_ {max} = 5,3 $) têm um ângulo de banco máximo de 79 °. Planadores acrobáticos com $ n_ {max} $ entre 7 e 10 podem voar apenas ligeiramente mais íngremes (82 ° -84 °).

Se você estiver voando com uma velocidade aerodinâmica mais lenta que a velocidade de manobra de projeto $ V_A $, o fator limitante é o coeficiente máximo de elevação. Nesse caso, a fórmula fica $$ \ phi_ {max} = \ arccos (\ left (\ frac {V_S} {V} \ right) ^ 2) $$ $ V_S $ é a velocidade de parada na configuração atual, $ V $ a velocidade do ar do planador.

(trabalho próprio)

Então, como você consegue o raio de giro mais apertado? Com alta velocidade e alto ângulo de inclinação ou com baixa velocidade e baixo ângulo de inclinação? Sem a limitação estrutural, o raio poderia se tornar 0. Com ele, no entanto, sua melhor opção para obter um raio de giro mínimo é voar com velocidade de manobra e fator de carga máximo. Você pode usar o diagrama a seguir para calcular o raio de giro mínimo a qualquer velocidade (basta multiplicar a ordenada com a velocidade de parada quadrada de sua aeronave).

Como afirmado em muitos comentários, durante acrobacias / manobras dinâmicas você pode obter qualquer ângulo para um certo período de tempo (às vezes muito curto):

Ângulo de inclinação de 0 ° / 180 ° Fonte

Ângulo de 90 ° entre bancos Fonte

Os planadores não têm uma limitação técnica para o ângulo do banco.

Voar com um alto ângulo de inclinação (não virar / "voar com faca") não adiciona força. Portanto, o principal problema é manter velocidade suficiente para voar estável.

Dependendo do desenho aerodinâmico do planador, pode não ser estável voar em ângulos de banco em torno de 90 graus e cair (íngreme) rotação (trundle) à medida que a velocidade diminui muito rapidamente. Qualquer planador (como qualquer outro avião) deve ser projetado para sustentar as forças que aparecem em um giro íngreme e estável. Dado que há altura suficiente, recuperar-se da rotação (acentuada) é bastante fácil. Alguns planadores são projetados para se recuperar do giro (por exemplo: ASK-21).

Então, depois de todos os ângulos do banco em torno de 90 graus são bastante seguros e para alguns aviões um vôo estável é possível (por alguns segundos).

Por outro lado: O cenário que você criou, que você tem que evitar um acidente em outro avião, eu faria um "giro difícil" (correndo o risco de ultrapassar o avião) ao invés de um "roll" .

Os aviões se movem em 3D, portanto, o uso de bancos para evitar uma colisão deve ser combinado com uma subida ou um mergulho, dependendo da altitude relativa da aeronave oposta. Se você quiser maximizar a taxa de virada, seria melhor usar uma manobra instintiva de qualquer maneira (instilar significa que a sustentação não tem o mesmo peso durante a manobra).

Primeiro para o limite de ângulo de banco em vôo estacionário: Isso é dado pelo fator de carga máxima $ n_ {z_ {max}} $ de seu planador que é de 6,5g no caso do ASK-21 . A equação para o ângulo do banco $ \ phi $ é $$ \ phi = arccos \ left (\ frac {1} {n_z} \ right) $$ Quando agora olhamos para o raio de giro resultante $ R $: $$ R = \ frac {\ frac {n_z} {\ sqrt {n ^ 2_z - 1}}} {c_L \ cdot \ frac {\ rho} {2} \ cdot \ frac {S_ {ref}} {m} } $$ vemos que mais banco não vai necessariamente tornar a curva mais apertada: você encontra um limite em curvas estacionárias, onde o aumento de velocidade necessário para criar a elevação adicional para virar mais apertado requer uma curva maior, e ambos os efeitos se anulam. Uma explicação gráfica é dada abaixo, onde os pequenos planadores mostram qual ângulo do banco é necessário para o raio de giro em que o planador fica. A linha tracejada vermelha é o fator de carga nesse raio.

Fator de carga acima do raio de giro, assumindo um coeficiente de elevação de $ c_L $ de 1,4 e uma asa carregando $ \ frac {S_ {ref}} {m} $ 35 kg / m² (trabalho próprio).

Para evitar outro tráfego, pode ser mais aconselhável puxar para cima, abrandar a aeronave no processo e, em seguida, virar verticalmente a partir dessa posição de subida quando o planador estiver próximo de zero g. Se você gosta, agora você pode inverter o avião, porque não há limite no ângulo de rotação, uma vez que você voa com tais manobras dinâmicas.