Existe sempre uma baia se você exceder um ângulo de ataque específico?

Question

Existe sempre uma baia se você exceder um ângulo de ataque específico?

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6

Então, vamos considerar que o ângulo de stall (= Cl max) de um B747 está em 16 ° (em configuração limpa). Isso significa que, a qualquer velocidade que você estiver voando (ou seja, 500 nós), você iria parar se você subir em um ângulo de mais de 16 °? Portanto, não há necessidade de reduzir sempre a velocidade para a velocidade de estol (que pode estar em torno de 150 nós ...). Estou apenas imaginando, já que, se você voar no simulador de vôo da Microsoft com um jato grande, você pode ter um ângulo de ataque de 30 ° e mais, e não parar até chegar à velocidade de estol.

aerodynamics

por John Jordan 19.04.2015 / 21:02

3 respostas

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Resposta curta: Não.

Resposta longa: O ângulo de ataque de stall varia de acordo com a velocidade, altitude, número Mach e a taxa de aumento do ângulo de ataque, conforme discutido aqui e aqui . Como a inclinação da curva de sustentação de uma asa não muda com a taxa de arremesso, uma alta frequência aumentará a capacidade da tenda em até 50%.

Os efeitos de velocidade e altitude são expressos no número de Reynolds, e isso também aumenta o grau do AoA em vários graus quando aumentados de, digamos, 200.000 para 5.000.000. A influência do número de Mach realmente se manifestará acima de Mach 0,5, mas se o raio da borda de ataque for pequeno, ele já poderá fazer uma diferença de vários graus entre condições incompressíveis e Mach 0,3. A parada em números de Mach mais altos é mais complexa, porque antes que a sustentação caia, a asa sofrerá um aumento de buffeting, o que por si só limitará o AOA operacional.

Em seguida, o ângulo de inclinação e o ângulo de ataque não são os mesmos, mas eles diferem pelo ângulo da trajetória de vôo e pelo ângulo de ataque do vento, que é diferente de zero se você voar em uma linha ascendente ou descendente. Isso é discutido em detalhes aqui .

Se o seu motor ou velocidade do ar permitir, você pode fazer um loop completo sem parar o avião.

20.04.2015 / 09:28

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Para uma determinada configuração de asa, por exemplo, abertura / retalho, varredura, etc, a paralisação ocorrerá no mesmo AoA em fluxo incompressível (baixa velocidade, baixa altitude de vôo) - supondo que você possa definir claramente a baia como algum avião de caça não tem uma suspensão clássica repentina, ao invés disso, sua cabine pode ser definida pelo rápido aumento do arrasto, controlabilidade, problemas de manuseio.

Para o fluxo compressível, ou seja, o vôo em um número Mach alto, o AoA no box será reduzido: Ao AoA, a 300KCAS / nível do mar é maior que o AOA em stall a 30.000 pés / 300KCAS.

Dois efeitos em jogo aqui ... Compressibilidade e Viscosidade. O efeito da compressibilidade é o predominante.

Viscosidade (número de Reynolds). Para um determinado projeto e configuração de asa, conforme você sobe em altitude, a densidade do ar diminui, enquanto a viscosidade aumenta com a temperatura mais baixa. Isso tem um pequeno efeito no número de Reynolds.

Compressibilidade: a energia perdida na compressão do ar é significativa em machos mais altos, e é por isso que você vê um AO mais baixo para uma determinada parada definida.

A propósito, o início do buffet nem sempre é um atributo definidor da barraca, já que alguns caças a jato experimentarão bufê em um AOA muito baixo, por exemplo, de 6 a 7 graus, bem antes da barraca definida.

21.04.2015 / 07:55

Tags aerodynamics

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Is there always a stall if you exceed a specific angle of attack?

Sim, o stall depende apenas do ângulo de ataque. No entanto

Does this mean, that, at whatever speed you are flying (i.e. 500 knots), you would stall if you go on a climb angle of more than 16°?

Não . Ângulo de subida e ângulo de ataque são coisas completamente diferentes.

Esta imagem de How It Flies mostra os quatro diferentes ângulos envolvidos. Pitch é o ângulo entre o piso da aeronave e a horizontal, a incidência da asa é o ângulo entre o piso e a asa da aeronave¹, o ângulo da subida é o ângulo entre direção de vôo (também conhecida como “trajetória de vôo” ou “vento relativo”) e ângulo horizontal e final de ataque é o ângulo entre direção de vôo e asa.

A imagem mostra que ângulo de ataque + ângulo de subida = inclinação + incidência de asas.

Até parar, o levantamento depende aproximadamente linearmente do ângulo de ataque e do quadrado da velocidade (e da densidade do ar). Em vôo direto, as forças na aeronave precisam ser balanceadas, então o ângulo de ataque será tal que elas sejam. Se você aumentar o tom, o ângulo de ataque aumentará, o que causará força desequilibrada, o que causará aceleração para cima e aumentará o ângulo de subida às custas do ângulo de ataque novamente.

Então, se você subir mais de 16 °, o ângulo de ataque não será significativamente diferente do que é quando você voa na mesma velocidade.

I am just wondering, since, if you fly in the microsoft flight simulator with a big jet, you can have an angle of attack of 30° and more, and not stall until you get to the stall speed.

Não, você não pode. Você, no entanto, pode subir a 30 ° ou mais, por um tempo, antes de ficar sem velocidade. Que a baixa altitude é realmente muito longo; os motores a jato são projetados para ter potência suficiente em altitudes elevadas, onde o ar é muito mais fino e para permitir a decolagem quando um dos motores falha no final do ciclo de decolagem. Portanto, com todos os motores operando com potência máxima, você tem um pouco de empuxo extra disponível.

Observe também que a parada não significa perda de todo aumento. Você só perde parte disso. Uma parte significativa, mas não todas. A aeronave parada ainda é controlável (embora o efeito de ailerons seja invertido) e algumas aeronaves (embora sejam caças, não aviões de passageiros como o 747) podem até ter sustentação e empuxo suficientes para manter a altitude quando paradas.

¹ Especificamente, a linha de levantamento zero da asa. Isso coincide com o acorde de asas simétricas, mas as asas inclinadas inclinam-se para cima.

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Resposta curta: Não.

Resposta longa: O ângulo de ataque de stall varia de acordo com a velocidade, altitude, número Mach e a taxa de aumento do ângulo de ataque, conforme discutido aqui e aqui . Como a inclinação da curva de sustentação de uma asa não muda com a taxa de arremesso, uma alta frequência aumentará a capacidade da tenda em até 50%.

Os efeitos de velocidade e altitude são expressos no número de Reynolds, e isso também aumenta o grau do AoA em vários graus quando aumentados de, digamos, 200.000 para 5.000.000. A influência do número de Mach realmente se manifestará acima de Mach 0,5, mas se o raio da borda de ataque for pequeno, ele já poderá fazer uma diferença de vários graus entre condições incompressíveis e Mach 0,3. A parada em números de Mach mais altos é mais complexa, porque antes que a sustentação caia, a asa sofrerá um aumento de buffeting, o que por si só limitará o AOA operacional.

Em seguida, o ângulo de inclinação e o ângulo de ataque não são os mesmos, mas eles diferem pelo ângulo da trajetória de vôo e pelo ângulo de ataque do vento, que é diferente de zero se você voar em uma linha ascendente ou descendente. Isso é discutido em detalhes aqui .

Se o seu motor ou velocidade do ar permitir, você pode fazer um loop completo sem parar o avião.

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Para uma determinada configuração de asa, por exemplo, abertura / retalho, varredura, etc, a paralisação ocorrerá no mesmo AoA em fluxo incompressível (baixa velocidade, baixa altitude de vôo) - supondo que você possa definir claramente a baia como algum avião de caça não tem uma suspensão clássica repentina, ao invés disso, sua cabine pode ser definida pelo rápido aumento do arrasto, controlabilidade, problemas de manuseio.

Para o fluxo compressível, ou seja, o vôo em um número Mach alto, o AoA no box será reduzido: Ao AoA, a 300KCAS / nível do mar é maior que o AOA em stall a 30.000 pés / 300KCAS.

Dois efeitos em jogo aqui ... Compressibilidade e Viscosidade. O efeito da compressibilidade é o predominante.

Viscosidade (número de Reynolds). Para um determinado projeto e configuração de asa, conforme você sobe em altitude, a densidade do ar diminui, enquanto a viscosidade aumenta com a temperatura mais baixa. Isso tem um pequeno efeito no número de Reynolds.

Compressibilidade: a energia perdida na compressão do ar é significativa em machos mais altos, e é por isso que você vê um AO mais baixo para uma determinada parada definida.

A propósito, o início do buffet nem sempre é um atributo definidor da barraca, já que alguns caças a jato experimentarão bufê em um AOA muito baixo, por exemplo, de 6 a 7 graus, bem antes da barraca definida.