Por que o táxi produz grandes cargas laterais nos postes do motor do 747?

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Por que o táxi produz grandes cargas laterais nos postes do motor do 747?

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Ao ler vários AARs antigos recentemente, descobri (no contexto de uma separação de motor de bordo 1993 747) este boato interessante:

[...] Boeing engineers report that the modifications will increase the pylon's vertical and longitudinal strength. However, the modification will provide a slight, if any, increase in the structure's lateral load-carrying strength. Additionally, it was provided by Boeing engineers that the greatest lateral loads on the pylons normally occur during taxiing. [Page 40 of the PDF of the aforelinked AAR, numbered as page 33; emphasis added.]

Estou tendo problemas para ver como o táxi seria capaz de gerar qualquer cargas laterais significativas nos postes de um motor da 747; assumindo que não se está tentando deriva um 747, nem o aproximar excessivamente de outro jato, acionando seus motores para decolagem, taxiando-o a uma velocidade razoável de táxi não deve produzir grandes acelerações laterais que fariam os motores quererem balançar em seus pilares, nem cargas aéreas laterais significativas que tenderia a empurrar os motores de lado em relação à asa.

Intuitivamente, seria de esperar que as situações que colocam as maiores cargas laterais nos pilares do motor de um 747 (ou, nesse caso, qualquer jato com motores montados em pilares verticais¹) sejam aqueles que envolvam um ou ambos dos seguintes itens:

Acelerações grandes e abruptas de um lado para o outro (como durante turbulências severas, como foi experimentada pelo [por exemplo] o 747 mencionado acima, cujo motor se separou no ar).
Vôo em grandes ângulos de inclinação lateral (nesse caso, a direção do fluxo de ar experimentada pelos motores e pilares estaria desalinhada com o eixo longitudinal dos referidos motores e pilares, gerando cargas de ar laterais consideráveis, embora constantes, nos conjuntos pilão) .

Então, por que o táxi normal produziria cargas laterais tão grandes nos pilares do motor do 747?

¹: Para um jato com horizontal postes de motor (como um DC-9 ou CRJ-1000), seria de esperar as maiores cargas de cisalhamento² colocados nos pilares para serem experimentados durante mudanças bruscas de inclinação, vôo em alto ângulo de ataque, rajadas verticais grandes ou (no caso hipotético de um jato com motores montados na ponta da asa) manobras de alta rotação.

²: As cargas que tentam quebrar o pilão em dois, em vez de mover o motor longitudinalmente ou esticar / comprimir para fora do / para o pilão.

boeing-747 estruturas de aeronaves motor a jato taxiando

por Sean 03.10.2019 / 00:16

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A bola antiderrapante indica a proporção de aceleração aparente "lateral" para aceleração aparente "ascendente", no próprio quadro de referência da aeronave. No vôo normal de nível de asas de velocidade constante (ou seja, não dá voltas ou sai de um mergulho), ou durante o táxi, a aceleração aparente "para cima" é 1 G, de modo que a deflexão lateral da bola de deslizamento é uma indicação direta de a força lateral total que atua na aeronave e a aceleração lateral total experimentada pela aeronave.

Girar em alta velocidade durante o táxi desloca a bola antiderrapante para um lado. Durante o táxi de alta velocidade e a parte da decolagem e pouso em que as rodas estão no chão, as correções de direção normalmente envolvem baixas taxas de curva, mas ainda podem causar um grande deslocamento da bola antiderrapante devido à alta velocidade envolvida. Em qualquer um dos casos, o grande deslocamento da bola skip skid indica que uma força lateral forte está sendo transmitida à aeronave, inclusive aos motores através dos pilares do motor. A origem fundamental dessa força lateral é a carga lateral gerada pelos pneus.

Mas não podemos supor que, em um vôo real, um deslocamento semelhante da bola de deslizamento indique que uma carga lateral similar está sendo exercida nos pilares do motor.

No vôo real, durante um deslizamento lateral, os pneus não estão mais envolvidos. Em vez disso, o fluxo de ar lateral interage com as várias superfícies da aeronave para gerar a força lateral aerodinâmica que desloca a bola deslizante.

Portanto, em vôo, a carga inercial lateral criada pela massa do motor sempre que a bola derrapante é deslocada pelo menos em parte pela força lateral aerodinâmica gerada pela nacele do motor.

Considere uma aeronave inclinada para a esquerda, com a bola deslizante deslizada para a esquerda, mostrando que o fluxo de ar está soprando da esquerda para a direita na aeronave. (Uma "corda de guinada" soprava para a direita.) O que está gerando força lateral mais aerodinâmica por unidade de massa - as nacelas do motor (incluindo os motores contidos nela) ou o resto da aeronave?

No primeiro caso, as naceles serão forçadas à direita em relação ao restante da aeronave. Neste último caso, as naceles serão forçadas em direção à esquerda em relação ao restante da aeronave. Se as naceles estão gerando exatamente a mesma força lateral aerodinâmica por unidade de massa que o restante da aeronave, as nacelas não serão forçadas nem para a esquerda nem para a direita em relação ao resto da aeronave, para que os pilões não experimentem nenhuma força lateral. força em tudo.

Independentemente de qual desses três cenários realmente se aplicar, podemos ter certeza de que, a menos que a carga G total seja bastante alta, para um determinado deslocamento da bola deslizante, a carga lateral no pilão do motor é maior se a aeronave estiver taxiando do que em voo real.