Propwash aumenta a estabilidade do pitch?

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Aqui está uma polar para uma aeronave monomotor de pistão:

Yak-52 polar

(Isso foi retirado de um manual russo para Yak-52, assim $ C_x $ é arrastar, $ C_D $e $ C_y $ é elevador, $ C_L $).

1 é o caso 'normal' sem propwash. 2 é nominal e 3 é a potência máxima de decolagem.

É evidente que toda a inclinação da curva de elevação $ C_L ^ {\ alpha} $ aumenta significativamente (em cerca de 30%) à medida que o mecanismo acelera, com $ C_ {L_ {max}} $ atingindo o 2.

Mas o que se segue imediatamente, entre outras coisas, é que a estabilidade do AoA (pitch) deve aumentar de acordo: é proporcional à $ C_L ^ {\ alpha} $ (bem como a distância entre NP e CG).

No entanto, de alguma forma, nunca vi esse fato mencionado explicitamente, apesar de ser bastante significativo. Alguém pode confirmá-lo, seja pela literatura sobre a experiência de pilotar aviões de propulsão mais potentes?

(Pode não ser muito óbvio sentir a diferença, porque outras condições raramente são as mesmas entre potência ociosa e potência total, mas a aproximação mais próxima que consigo pensar é a descida de deslizamento versus a subida de potência total na mesma velocidade: a aeronave deve ser mais rígida "e, possivelmente, mais oscilatório no tom, com potência máxima. No entanto, a lavagem à vapor sobre a cauda pode mascarar esse efeito; talvez um gêmeo seja um melhor teste para isso ...)

por Zeus 26.06.2019 / 11:28

3 respostas

Não há uma resposta óbvia para isso. Vou descrever três efeitos (entre outros):

  1. Colocação da linha de empuxo. Se a linha de impulso for colocada abaixo do CG, terá um efeito desestabilizador; o inverso é verdadeiro. É por isso que os motores montados nas asas tendem a desestabilizar as aeronaves à medida que os aceleradores são aumentados. Mas esse não é o título da sua pergunta.

  2. O aumento local do fluxo da lavagem do suporte aumenta a inclinação do elevador da asa. Isso tende a diminuir a estabilidade do arremesso. Um aumento no levantamento tem um aumento associado na lavagem a jusante em função da AOA. Isso também tende a diminuir a estabilidade.

  3. O aumento local do fluxo da lavagem do suporte aumenta a inclinação do elevador de cauda. Isso tende a aumentar a estabilidade do tom.

A contribuição do ponto neutro é a seguinte (citada em Etkins, Dynamics of Flight):

$$ h_n = h_ {n_ {wb}} + \ frac {a_t} {a} \ overline {V_H} (1- \ frac {\ parcial \ epsilon} {\ parcial \ alfa}) - \ frac {1} { a} \ frac {\ parcial C_ {m_p}} {\ parcial \ alfa} $$

onde $ h_n $ é a localização do ponto neutro, $ h_ {n_ {wb}} $ é o centro aerodinâmico do corpo da asa (CA), $ \ overline {V_H} $ é o volume da cauda em relação ao corpo da asa CA, $ a_t $ é a inclinação do elevador de cauda, $ a $ é a inclinação total da aeronave, $ \ epsilon $ é lavagem na cauda, $ C_ {m_p} $ é a contribuição do momento do arremesso do impulso.

Esqueça a linha de impulso por um momento, então temos:

$$ h_n = h_ {n_ {wb}} + \ frac {a_t} {a} \ overline {V_H} (1- \ frac {\ parcial \ epsilon} {\ parcial \ alpha}) $$

Portanto, o aumento da inclinação da asa diminui o ponto neutro, assim como o aumento da lavagem descendente. Aumentar o declive de elevação da cauda tem o efeito oposto.

Portanto, não há uma declaração geral.

02.07.2019 / 01:44

Não. Somente para tipos de empurrador.

A estabilidade do pitch é a mudança no momento do pitch sobre o ângulo de ataque. O polar não menciona isso e eu esperaria que a estabilidade do pitch devincos com poder.

A estabilidade do pitch é $$ \ frac {X_N - X_S} {l _ {\ mu}} = - \ frac {c_ {M \ alpha}} {c_ {L \ alpha}} $$ e com um aumento na $ c_ {L \ alpha} $ o valor absoluto de todo o termo deve se tornar menor. Isso seria normal para aeronaves a hélice de trator, consulte esta resposta. Observe especialmente a referência a um relatório antigo da NACA (NACA TN 2586), de John L. Crigler e Jean Gilman, chamado Propellers in Pitch and Yaw.

A fim de a medida a estabilidade do passo em vôo apenas mede o deslocamento do manche necessário para ajustar diferentes velocidades do ar para a estabilidade do manche fixo ou a força do manche necessária para aparar diferentes velocidades do ar (sem alterar a configuração do aparamento, é claro!) para a estabilidade com o elevador flutuante. Ambos devem diminuir com a energia ligada.

29.06.2019 / 05:17

Obrigado por incluir a identidade da aeronave. O Yak 52 é um projeto de trator monomotor de asa baixa. O gráfico indica que a explosão do suporte sobre o WING aumenta sua sustentação em um determinado ângulo de ataque.

Não parece possível deduzir mais nada desse gráfico e eu não gostaria de adivinhar. A explosão do suporte pode afetar o ajuste do estabilizador horizontal e melhorar a estabilidade direcional, que inclui a inclinação (e guinada). Essa seria uma suposição genérica razoável para todas as aeronaves desse projeto, com a ressalva de que o redemoinho do fluxo de sustentação também poderia ter efeitos na empenagem.

No entanto, duvido que os designers do Yak o deixassem com estabilidade limítrofe sem explosão de prop. O teste seria deslizar. Sob potência, o ajuste pode precisar ser ajustado, como é normal em aeronaves desse tipo.

29.06.2019 / 01:43