Qual é a causa imediata do estol?

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O diretamente causa de estol não é clara para mim.

  • Eu ouvi sobre exceder o máximo ângulo de ataque (em torno de 40 °);
  • Ouvi falar em chegar ao estábulo velocidade na configuração atual (abas, etc).
  • Eu ouvi sobre o fator de carga que pode levar a uma paralisação.

Esses três parâmetros são ambos diretamente causas de estol? Por "direto", quero dizer, por exemplo, que o tom não é uma causa direta para parar, pois o tom permite que AoA varie, o que causa o travamento.

Não está claro porque existe uma relação entre ângulo de ataque e velocidade. Quando aumentamos o ângulo de ataque, diminuímos a velocidade. Mas no final, qual será a causa da paralisação?

Se ambas as causas são causas diretas, são independentes? - Deverá ser possível voar muito rápido (mais rápido que a velocidade de estol) e ter um ângulo de ataque de 40 °. - Também deve ser possível ter uma velocidade muito baixa (menor que a velocidade de estol) e um ângulo de ataque que produza elevação.

Qual parâmetro vencerá e como eles estão relacionados?

Quando uma aeronave está no chão, taxiando no 10kt, a velocidade sozinha faz o avião parar, independentemente do ângulo de ataque, estou certo?

Gostaria de conhecer as condições necessárias para parar e condições suficientes para parar (todas as condições são causas diretas).

por Raposa 18.06.2014 / 17:27

3 respostas

O Imediato causa de um estol é o desapego do fluxo de ar da asa:

insira a descrição da imagem aqui

Imagem da NASA

Isso acontece quando o seu ângulo de ataque é muito alto.


Como o AoA pode ficar muito alto?

--Para vôo nivelado:

  • Dada uma certa velocidade, você terá um certo AoA que fornecerá a sustentação necessária para o vôo nivelado. Quanto menor a velocidade, maior a AoA.

  • Dada uma certa ala (configuração), você terá um certo AoA máximo permitido (na imagem é o AoA para o qual você tem o valor mais alto do enredo): insira a descrição da imagem aqui

Imagem da Wikipedia

Dadas essas duas informações, você pode ver qual é a resposta para sua pergunta:

  • Se a velocidade for muito baixa, para voar em linha reta, é necessário um AoA que exceda as capacidades de suas asas (ou um impulso vetorial que exceda o peso do seu veículo, mas eu diria que não é muito comum)
  • Se o AoA é muito alto, bem, é bastante evidente que você parou.

--Para voo curvo:

Durante uma curva, você precisa usar um componente do seu vetor de elevação para realmente transformar insira a descrição da imagem aqui

Imagem da aqui

Como você pode ver o elevador que você precisa girar é maior que o elevador que você precisa para voar de nível (dada a mesma velocidade). E para ter um aumento mais alto, você precisa de um AoA mais alto.

E mais uma vez de volta ao AoA, estamos: se você deseja girar demais (alto fator de carga), precisa de muito levantamento extra, o que significa que você precisa aumentar seu AoA.

Se você exceder os limites de suas asas, você


Parada dinâmica

Esta não é exatamente minha xícara de chá, mas a leitura do artigo da wikipedia já vinculado:

Dynamic stall is a non-linear unsteady aerodynamic effect that occurs when airfoils rapidly change the angle of attack. The rapid change can cause a strong vortex to be shed from the leading edge of the aerofoil, and travel backwards above the wing. The vortex, containing high-velocity airflows, briefly increases the lift produced by the wing. As soon as it passes behind the trailing edge, however, the lift reduces dramatically, and the wing is in normal stall.

Eu diria que, mais uma vez, caímos no caso "AoA grande demais", mesmo que por causas diferentes.

18.06.2014 / 17:57

Não há muito a acrescentar às duas boas respostas, mas vou tentar refiná-las. A principal razão para uma barraca é separação de fluxo e, consequentemente, levante a perda além do ângulo de ataque da elevação máxima. Infelizmente, este não é um número fixo, mas depende de vários parâmetros. Os três mais importantes são o número de Reynolds, a taxa de aumento de afinação e o número de Mach.

O número de Reynolds caracteriza a proporção de forças inerciais e viscosas em um fluido. Em outras palavras, o atrito tem mais influência no fluxo de ar em velocidades mais baixas e dimensões menores. O atrito é a principal razão para separação de fluxo (leia o artigo vinculado para obter uma explicação) e, quanto mais lenta a asa se mover no ar, menor será o ângulo de ataque do estol. Em um taildragger taxiando nos nós do 10, a asa certamente está paralisada.

Em vôo, você precisa levar em consideração o quanto de sustentação exige da asa. Isso é determinado pelo produto da massa e do fator de carga da aeronave. Se você voar com uma parábola com zero g, não precisará de sustentação e a asa da aeronave não ficará parada a nenhuma velocidade. Observe, no entanto, que o elevador pode precisar criar uma elevação substancial para manter a asa próxima ao ângulo de ataque de elevação zero, para que o elevador possa parar em baixa velocidade. Você notará quando isso acontecer, porque sua parábola chegará a um fim repentino.

Por outro lado, fazer uma curva acentuada pode causar uma parada mesmo em alta velocidade, se você puxar muitos gs para a velocidade especificada. É exatamente o mesmo que uma estol em vôo nivelado em baixa velocidade. Devido aos efeitos numéricos de Reynolds, o ângulo de ataque de estol pode ser alguns graus mais alto, mas os detalhes dependem da aeronave em particular e de seus perfis aéreos. Geralmente, sua velocidade de estol, por sua vez, aumenta com o inverso da raiz quadrada do cosseno do ângulo da margem. Em uma curva 60 °, a velocidade de estol é 1.41 da velocidade nivelada e, no 75 °, será quase o dobro da velocidade nivelada.

A taxa de afinação pode ter uma influência dramática, mas de curta duração. Vejo esta postagem para detalhes. Nos testes, a elevação máxima pode ser aumentada em 50% simplesmente aumentando rapidamente. Se o AoA do estol for abordado rapidamente, a camada limite sobre a maior parte da asa ainda possui as características que acompanham o AoA baixo que prevaleceu quando essa parcela de ar fluiu em torno do nariz da asa. Depois que a camada limite é lavada, o avião está profundamente em território de estol e precisa se inclinar muito para se recuperar. Dê um passo rápido o suficiente e aeronaves normalmente benignas podem mostrar características perigosas de parar. É divertido tentar, mas verifique se você tem altitude suficiente abaixo de você para se recuperar.

E agora a influência do número Mach. Novamente, esta postagem tem mais detalhes (role para baixo até os cinco parágrafos inferiores). Depois que parte do fluxo sobre a asa se torna supersônico, a sustentação máxima sofre e o ângulo de ataque do estol é reduzido drasticamente. Esta é uma parada de alta velocidade e pode se tornar difícil de recuperar. Parar significa perda de sustentação, para que a aeronave caia, ganhando mais velocidade. Isso o levará mais fundo na região alta de Mach, com choques severos na asa, e, ao acelerar, piorará a condição de estol.

Especialmente aeronaves de alta altitude podem entrar em uma condição em que voam entre a baixa e a alta velocidade. Desacelerar significa aumentar o ângulo de ataque acima do máximo, e acelerar significa que os choques nas asas pioram, reduzindo a sustentação e forçando a aeronave a um mergulho superficial prolongado, até que a densidade do ar seja suficiente para a recuperação. Os pilotos do U-2 chamavam isso de canto do caixão do envelope do voo.

A varredura de asa aumenta o ângulo máximo de ataque e, com ângulos de varredura da borda anterior de 60 ° e mais, a separação de fluxo na borda principal cria um vórtice que aumenta a sustentação com ângulos de ataque mais altos, para que não ocorra uma parada normal. É claro que o tom é alto o suficiente e o vórtice se torna instável, mas o arrasto aumentado, o fluxo separado ao redor da cauda vertical e os vórtices na fuselagem dianteira limitarão o quão alto você pode lançar. O F-4 Phantom II tem um ângulo máximo de ataque a apenas 23 °, onde as asas produzem um gradiente de sustentação positivo com o ângulo de ataque. Mas a cauda vertical rapidamente se torna ineficaz além dos 23 °, e a aeronave se descontrola violentamente se esse ângulo for excedido (fatia do nariz). Efetivamente, aeronaves como o F-4 nunca param, elas ficam fora de controle se você levantar demais.

18.06.2014 / 23:07

estável significa que a asa excedeu seu ângulo crítico de ataque. Nada mais nada menos.

É possível voar muito rápido além do ângulo crítico? Certo. Procure a Cobra de Pugaychev. Ou veja o foguete Saturno V. Ambas as aeronaves estão paradas, mas continuam a voar. Meu exemplo anterior foi falho, mas o sentimento permanece. Coloque um impulso suficiente atrás de uma casinha de tijolos e você poderá fazê-lo voar. (Obrigado newmanth!)

Que tal voar devagar além do estábulo? Isso não vai funcionar; além do ângulo crítico, você desenvolve menos elevação quanto mais aumenta a AoA. Para qualquer configuração de velocidade do ar / asa / densidade do ar, existe algum valor máximo de elevação que não pode ser excedido. Então, quanto mais lentamente você voa, mais desce.

Seu exemplo de aeronave taxiando no 10kt é excelente. Só porque o avião está se movendo lentamente, não significa que a asa está parada. Há vento relativo a 10kt passando pela asa, e o ângulo de ataque é próximo a 0. A asa não está parada, apenas não está gerando sustentação suficiente para voar.

Reiterar, stall significa que a asa excedeu seu ângulo de ataque crítico. É isso aí.

18.06.2014 / 17:51

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