Esta explicação da guinada adversa está correta?

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Esta explicação da guinada adversa está correta?

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É explicado aqui que a guinada adversa é causada pela diferença no arrasto induzido devido à diferença no elevador sendo gerado por cada asa.

Eu também vi alguns sites (incluindo Wikipedia ) que argumentam que esta explicação está errada. Eles explicam a causa da guinada adversa como sendo a mudança na direção do vetor de levantamento durante um teste, ou o que alguns chamam de conceito de levantamento trançado. Eles geralmente têm um diagrama como o seguinte:

fonte

A explicação da elevação torcida diminui a diferença no arrasto induzido devido a uma mudança na quantidade de elevação. Eles afirmam que levantar e arrastar permanecem os mesmos, mas eles se torcem em direções diferentes. A asa descendente tem um AoA local ligeiramente mais alto e a asa ascendente ligeiramente mais baixa. Como o içamento é perpendicular ao fluxo de ar local , o vetor de içamento balança para frente em uma asa e para a frente na outra.

Essa explicação parece falha para mim.

Primeiramente, no diagrama, eles mostram que a força de cada asa é a mesma. Se esse fosse o caso, a aeronave não rolaria de jeito nenhum, só iria dar uma guinada.
Em segundo lugar, o vetor de elevação sendo perpendicular ao fluxo de ar está correto, mas isso é realmente apenas uma divisão arbitrária da força aerodinâmica total. O eixo de guinada do plano não depende do fluxo de ar. Seria dependente da parte do vetor de força paralela à corda da asa, também conhecida como força axial. Como mostrado em outra questão , dependendo de vários fatores, o vetor de força em relação à asa não necessariamente se move avançar com um aumento no AoA.
Eu não consigo encontrar números sólidos, mas tentando descobrir isso para velocidades normais de vôo, seria necessário um teste muito rápido para fazer uma diferença de 1 ° no AoA local. Eu corri números para um rolo de 3 ° por segundo em 120 KTAS em uma envergadura de 36 pés (C172) e surgiu com uma mudança no AoA de cerca de 0,27 °, e isso é apenas na ponta da asa. Diminuiria quanto mais perto chegasse da fuselagem. Não parece ser o suficiente para causar uma mudança significativa no vetor e um momento de guinada resultante. Ou pelo menos seria secundário em magnitude para a diferença no arrasto devido à redução da sustentação.

Como as mudanças na sustentação estão sendo criadas alterando a curvatura efetiva das asas (ailerons) ou alterando o fluxo da borda de fuga (spoilerons) em vez de uma alteração no AoA, não acho que seja tão simples de prever que a direção dos vetores aerodinâmicos necessariamente se moverá em direções opostas, como esta teoria assume.

Se esta explicação estiver correta, alguém pode me mostrar o que está perdendo?

flight-controls flight-dynamics

por TomMcW 09.06.2016 / 07:57

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Quais são os comprimentos de aileron de aeronaves comerciais e militares? Em Star Trek, existe um limite de tamanho / massa superior ao que o Defletor Principal pode desviar?

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First of all, in the diagram they show the force on each wing being the same.

Em um rolo constante , ou seja, quando a taxa de rolagem é constante, as forças são as mesmas . Um momento diferente de zero causa aceleração angular , então quando a aeronave está rolando com taxa constante de rolagem, o momento deve ser zero, o que significa que a sustentação em ambas as alas deve ser igual.

Isso exclui a diferença na magnitude da sustentação como a fonte da diferença e deixa a diferença de ângulo como a única explicação plausível. A explicação está correta.

Quando você primeiro desvia os ailerons, a asa com aileron para baixo realmente começa a produzir mais sustentação e a asa com aileron aumenta menos. Essa diferença causa o momento de rolamento, o que faz com que a taxa de rolagem aumente. Ele já começa a causar guinada adversa devido à diferença na magnitude do levantamento também.

No entanto, à medida que a taxa de rolagem aumenta, o ângulo de ataque aumenta a sustentação da asa descendo e diminui na asa subindo até que o levantamento se iguale e a taxa de rolagem se estabilize. Nesse ponto, o elevador é o mesmo e a guinada adversa é causada por diferentes direções de levantamento devido a diferentes ângulos de ataque.

O fato de que os ailerons são desviados durante todo o teste pode levar você a pensar que ainda há diferença na sustentação. Mas não há. A deflexão do aileron apenas altera a taxa de rolagem na qual as forças estão em equilíbrio.

Além disso, enquanto o ângulo entre a asa realtiva e a força aerodinâmica total (que corresponde à relação entre a sustentação e a resistência induzida) geralmente não é constante, neste caso todos os fatores de que depende - amplitude de asa, velocidade do ar e densidade - são (quase) o mesmo para ambas as asas, então a diferença no ângulo de ataque é o principal fator para a direção da força resultante.

E por último, mas não menos importante: How It Flies é muito confiável em relação à física (e a maioria das outras coisas também). Eu ficaria muito surpreso em encontrar uma explicação incorreta lá.