Estou tentando determinar o componente de aceleração vertical de um avião com as seguintes especificações:
Fórmula de elevação: 1 / 2 * 1.29 * 33 ^ 2 * 13.97 * 1.5 = 14718 N.
(Peso de elevação) / Massa = (14718- (560 * 9.8)) / 560 = 16.48
A partir disso, deduzo que o avião tem uma aceleração vertical de 16.48 m / s2, o que acho demais (eu esperava chegar a um ponto entre 3 e 5 m / s2)
Sua matemática parece certa para mim. Se um avião tiver as estatísticas listadas lá, ele acelerará para cima em $ 16.48 \ \ mathrm {m} / \ mathrm {s} ^ 2 $, como você calculou. Os ocupantes experimentarão cerca de 3 g de aceleração adequada (1 g da gravidade e cerca de 2 g da aceleração).
Mas aqui está o que realmente aconteceria, no contexto.
Para começar, suponha que o avião esteja em vôo reto e nivelado a 33 m / s. (Aqui está o porquê de eu estar fazendo essa suposição: Você está subtraindo o peso da sustentação, o que só faz sentido se o vetor de elevação estiver apontando para cima. E se o vetor de elevação estiver apontando para cima, então o avião provavelmente está em linha reta e nivelada voar.)
Enquanto o avião está em vôo reto e nivelado, o elevador deve ser igual ao peso; portanto, o coeficiente de elevador deve ser muito menor que o 1.5 que você tem aqui.
Então, o piloto repentinamente recua no garfo, fazendo com que o avião acelere. Isso faz com que o ângulo de ataque aumente rapidamente, o que faz com que o coeficiente de elevação aumente para 1.5. O avião começa a acelerar para cima em $ 16.48 \ \ mathrm {m} / \ mathrm {s} ^ 2 $.
Neste ponto, vamos supor que o piloto mantenha um tom constante após essa flexão inicial.
À medida que a velocidade vertical do avião aumenta, seu ângulo de subida também aumenta, o que faz com que o ângulo de ataque diminua. Isso, por sua vez, faz com que o coeficiente de elevação diminua novamente, até que a elevação e o peso se equilibram aproximadamente novamente. Neste ponto, o avião está em uma subida constante. A aceleração vertical é agora $ 0 \ \ mathrm {m} / \ mathrm {s} ^ 2 $, e os ocupantes estão se sentindo apenas 1 g novamente.
(Estou fazendo algumas pequenas suposições simplificadoras no exemplo acima: estou assumindo que não há corrente ascendente ou descendente, e o motor do avião não está produzindo uma quantidade significativa de força ascendente.)
Eu diria que o que a pergunta original descreve é algo como o início de um loop. A entrada de controle do elevador do piloto que cria a condição 1.5 CL (aproximadamente 3G neste caso) também inicia uma rotação de afinação. Para uma primeira aproximação, eu não diria que a aceleração ascendente resultante diminui automaticamente o ângulo de ataque do avião, porque o avião é essencialmente livre para girar em tom para manter o ângulo de ataque comandado pela posição do elevador. No entanto, olhando com mais detalhes, dois efeitos que tendem a diminuir o ângulo de ataque associado a qualquer posição de elevador (ou qualquer força de tração exercida sobre o manche ou manche) são inércia de rotação do passo (quando a manobra é iniciada) e amortecimento aerodinâmico da taxa de rotação do tom (uma vez que uma taxa significativa de rotação do tom é alcançada). Apesar desses efeitos, para fazer a transição rápida para uma subida em estado estacionário após o início de um pull do 1.5 CL (sobre o 3G neste caso), o piloto precisaria relaxar a entrada do elevador, pelo menos até que a velocidade do ar sangre.
Lembre-se de que, em uma subida em estado estacionário, o elevador deve ser MENOS que o peso.