Que forças aerodinâmicas estão atuando em um caça a jato durante a demonstração de voo lento?

Question

Que forças aerodinâmicas estão atuando em um caça a jato durante a demonstração de voo lento?

#1 resposta do (4 votos)

2

Eu tenho contemplado há muito tempo as forças envolvidas em certas manobras em um avião e algumas dessas manobras começam a quebrar minha compreensão das forças que se opõem especificamente à gravidade. Tipicamente isto é descrito como elevação e é assim que é explicado na escola terrestre, mas eles não passaram por cima de outras forças que podem estar envolvidas mantendo um avião no ar (isto é, um componente não horizontal de empuxo etc.). Eles provavelmente não passaram por isso, pois não se aplica (significativamente) ao tipo de avião em que você voaria logo após a escola básica.

Uma dessas manobras que eu pensei é um "vôo lento" quando realizado em um show aéreo por um jato onde o jato parece estar indo mais devagar do que sua velocidade de estol e em um ângulo de ataque muito alto. Parece que uma porção, se não toda a força que mantém o avião no ar, não vem das asas na forma de sustentação, mas sim do impulso produzido pela turbina. (Exemplo:

)

O meu entendimento é preciso?
Existe uma referência boa e bem conhecida à aerodinâmica que não encobre toda a gama de forças envolvidas durante uma ampla gama de situações de voo?

aerodynamics fluid-mechanics

por Ryan Griffith 27.10.2017 / 18:56

1 resposta

Tags aerodynamics fluid-mechanics

O que disparou o poder da Cisco? Como encordoar um fio de baixa voltagem entre dois edifícios?

score 4 · Accepted Answer

break down my understanding of the forces that specifically oppose gravity.

Não há forças separadas que se oponham a outras forças específicas. Há simplesmente um conjunto de forças e todas elas somam e a soma dividida pela massa inercial do plano é igual a aceleração.

A gravidade sempre aponta para baixo, portanto, para evitar a aceleração para baixo, a soma das outras forças deve apontar para cima. Mas qualquer força que aponte pode fazer isso.

Is my understanding accurate?

Principalmente sim. O empuxo sempre aponta para frente ao longo do eixo do motor, portanto, se o eixo do motor apontar para cima, o mesmo acontece com o empuxo.

Is there a good, well known reference to aerodynamics that does not gloss over the entire gamut of forces involved during a wide range of flight situations?

Existem apenas algumas forças, sempre:

Os aerofólios produzem força que é aproximadamente perpendicular a eles. Ela cresce com o ângulo de ataque (ângulo entre o aerofólio e o fluxo de ar), com um pico no ângulo de ataque do estol (geralmente 10-15 °) e outro a 90 °.

Esta força é normalmente descrita como dois componentes, lift , que é perpendicular ao fluxo de ar, e drag , que é paralelo a ele. Isso significa que o segundo máximo de elevação é de 45 °, porque a 90 ° a força é paralela ao fluxo e, portanto, todo o arrasto.
Arrastar o formulário (parasita). Isso é paralelo ao fluxo.
Impulso. Isso é sempre aproximadamente ao longo do eixo do mecanismo.
Peso. Isso sempre aponta para baixo. Na verdade, é composto de gravidade, que aponta para o centro da Terra, e pequena contribuição da força centrífuga que aponta para longe do eixo de rotação da Terra, mas isso é apenas nitpicking.

E então você só precisa fazer uma adição vetorial.

Assim, quando a aeronave voa com alto ângulo de ataque, o impulso aponta diagonalmente para cima, cancelando parte do peso, enquanto a força na asa é inclinada para trás, cancelando a outra parte do peso, mas também causando enorme arrasto. o impulso precisa ser correspondentemente grande. É por isso que apenas caças e aeronaves acrobáticas com suas grandes relações de empuxo / peso podem fazer esse tipo de acrobacias.

Para mais detalhes, sugiro Veja como ele voa , de John S. Denker. Abrange aerodinâmica básica e explica as razões por trás de técnicas comuns de pilotagem. Capítulo 4 discute as forças.