O que determina as velocidades máximas para uma aeronave em particular?

Uma lista rápida:

• Velocidade máxima com abas na deflexão máxima (v $ _ {FE} $)
• Velocidade máxima com abas na configuração de decolagem. Voe mais rápido e as abas podem ser arrancadas.
• Velocidade máxima com redução de velocidade (v $ _ {LE} $). Aqui não a engrenagem em si, mas as portas de engrenagem abertas falharão se essa velocidade for excedida.
• Velocidade máxima para deflexões de controle total (velocidade de manobra, v $ _A $). Empurre o manche até a deflexão total a uma velocidade maior e arrisque a sobrecarregar a estrutura.
• Velocidade máxima em tempestades (v $ _B $). Aqui assume-se que a aeronave voa para uma rajada vertical de 50 (FAR part 23) ou mesmo 65 (FAR part 25) ft / s, o que aumentará muito a força de sustentação das asas. Acima dessa velocidade, essa rajada vai sobrecarregar as asas.
• Velocidade máxima de operação (v $ _ {MO} $)
• Projetar velocidade de cruzeiro (v $ _C $)
• Velocidade máxima de mergulho (v $ _D $). Esta é a velocidade atingida quando a aeronave entra em um mergulho raso e o piloto precisa de 20 segundos para reagir.
• Número máximo do computador operacional (M $ _ {MO} $)
• Design do número Mach do cruzeiro (M $ _C $)
• Número máximo de Mach do mergulho (M $ _D $). Pelo menos 0,05 Mach acima de v $ _C $.

E isso é apenas o que está listado no regulamentos de certificação . Você também pode distinguir entre uma velocidade máxima na qual o trem de pouso é operado (v $ _ {LO} $) e a aeronave é pilotada com a engrenagem estendida, pois grandes portas abrem durante a operação, mas são fechadas quando a marcha é estendida. E sim, para aeronaves com luzes de pouso retráteis, existe até mesmo uma velocidade máxima dedicada na qual as luzes de pouso são operadas (v $ _ {LLO} $). Como de costume, a Wikipedia até mesmo lista mais algumas .

Aeronaves têm vários limites, dependendo da altitude. Em nível baixo, os limites de pressão dinâmica quão rápido eles podem ir , principalmente por causa de cargas estruturais. Em alta velocidade, um aileron defletido torça a asa , reduzindo sua eficácia. Melhor limitar a velocidade a um ponto em que o aileron ainda seja eficiente.

Mais acima, é o número Mach que pode limitar sua velocidade. Se a aeronave não for projetada para o vôo transsonico, Mach tuck e buffeting irá definir um limite claro, e as velocidades máximas de Mach são definidas para evitar que o avião se arrisque nesse território.

As cargas de calor podem representar outro limite. O F-16 é limitado pelas cargas de calor em seu dossel de policarbonato e não deve ir mais rápido que 810 KIAS a baixa altitude.

E, claro, sempre há flutter . No entanto, para a certificação, deve ser demonstrado que não haverá oscilação na permitido intervalo de velocidade + 20% .

Existem várias coisas físicas que limitarão a velocidade máxima de uma aeronave. Qual deles você vai acertar primeiro depende da célula em questão, mas aqui estão algumas coisas que você pode encontrar (dependente de aeronaves):

• Arraste geralmente irá contrariar o seu empuxo , o que limitará a velocidade que você pode atingir em nível vôo e muitas vezes é o fator limitante prático em aeronaves que realmente voam. Voo de nível é importante notar como você pode ganhar uma enorme velocidade se você simplesmente entrar em um mergulho.
• Para aeronaves com propulsão, existem algumas limites de velocidade práticos por causa das hélices.
• Em algum momento, o palpitar se tornará um problema e você pode literalmente abanar as asas do avião.
• Em torno da velocidade do som (mach 1) você vai ter todos os tipos de coisas interessantes acontecendo se você estão empurrando uma fuselagem otimizada subsônica para essas velocidades.
• Por fim, se você ainda tiver os motores e as asas o calor se torna o problema real . O Concorde bombeava combustível pelo nariz para usar um refrigerante no regime de vôo mach e estava em parte velocidade limitada pela temperatura do nariz. Para o vôo tripulado, isso se torna o fator limitante no extremo do envelope, e aeronaves como o SR-71 tinham um ambiente muito exigente fisicamente.

O principal motivo:

Integridade estrutural da asa. A equação do elevador está listada abaixo:

Você pode ver que a velocidade no ar é o fator mais influente para o aumento desde que o termo é quadrado. Lembre-se também de que o elevador é uma força tão grande que o elevador pode arrancar a asa do avião. Uma asa de aeronave só é avaliada para ter tanta força antes que a integridade estrutural falhe.