Como o ajuste dos flaps de decolagem melhora o desempenho da aeronave?

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Um guia de estudo que eu encontrei recentemente indica que o desempenho do Vmc e da aeronave melhora com o conjunto de flaps de decolagem. A melhoria Vmc faz sentido, mas a melhoria de desempenho não. Em um nível básico, drag = bad e flaps add drag ... muito arrasto.

A pergunta é: "como o desempenho da aeronave melhora com os flaps de decolagem ajustados?"

O Manual do Avião Voador (FAA-H-8083-3B), página 12-17, indica que os flaps de decolagem prejudicam o desempenho da aeronave:

If flaps were used for takeoff, the engine failure situation becomes even more critical due to the additional drag incurred.

Veja também FAR 23.149.

    
por acpilot 17.08.2018 / 20:46

4 respostas

Eu acho que o termo "performance de decolagem" nesse contexto significa distância de decolagem e gradiente de partida para a liberação de obstáculos. Obviamente, a distância de decolagem é menor com aba de decolagem do que sem. E uma partida com a aba de decolagem geralmente, dependendo do avião, terá um gradiente mais inclinado do que sem, mesmo que a taxa total de subida seja degradada com a retirada da decolagem. Em uma partida IFR, ou em um avião regular limpando as árvores no final da pista para o local onde você voa no melhor ângulo em vez da melhor taxa, o gradiente é o principal fator de desempenho, não tanto a taxa de subida.

Aeronaves de transporte geralmente não começam a acelerar para retrair flaps, pelo menos, até atingir 1000 ft agl, para manter o segmento inicial de subida o mais íngreme possível. Alguns procedimentos de redução de ruídos para aviões exigem que o retalho de decolagem seja implantado além do cronograma normal de retração, normalmente para 3000 pés em vez de 1000 pés. Isso é para manter a subida o mais íngreme possível a uma altitude mais alta, de modo a não incomodar os vizinhos mais sensíveis do aeroporto.

Esse tipo de coisa é um luxo que os jatos desfrutam por causa das enormes reservas de energia. Não tanto em um gêmeo de pistão, que tem muito pouca reserva de desempenho quando um único motor e carregado. Quando um AFM diz para fazer isso, você deve evitar escalar com flap de decolagem mais do que o necessário para a liberação de obstáculos, pois se um motor parar, o gradiente de subida do avião se tornará mais gradiente de descida até que retalhos e engrenagens sejam retraídos. e mesmo assim, a escalada que você adquire é imponente - e apenas se a sua velocidade e técnica estiverem certas.

Então, não acho que as condições aparentemente contraditórias que você deu sejam inconsistentes nesse contexto.

    
18.08.2018 / 03:04

Ele reduz o Vmc da mesma forma que o trem de pouso é estendido, isto é, criando um efeito de quilha com um aumento de arrasto induzido atrás do CG e movendo o CL mais para trás na linha do cabo. Isso aumentará a estabilidade longitudinal e reduzirá a velocidade mínima de controle. Além disso, as abas definidas para a aproximação ou decolagem do AFM aumentam o aumento com apenas um modesto aumento no arrasto. Verifique com o que o fabricante recomenda aqui.

    
18.08.2018 / 22:48

Flaps aumentam o arrasto.

Eles também aumentam a sustentação.

A razão pela qual os flaps são usados para a decolagem é que a elevação aumentada permite que a aeronave seja transportada pelo ar em uma velocidade menor (o que reduz a quantidade de pista necessária para decolar) e - até certo ponto - suba mais acentuadamente velocidade (que aumenta a folga dos obstáculos após a decolagem). A desvantagem dos flaps é que o aumento do arrasto requer mais potência do (s) motor (es) para manter a velocidade; motores, ou sans alguns motores de uma aeronave multi-motor, a velocidade aerodinâmica da aeronave flui mais rapidamente com abas do que sem, devido ao aumento no arrasto (isso é agravado aumento na sustentação, o que faz com que o avião queira subir - trocando a velocidade do ar por altitude - mais do que o normal, o que faz com que você afunde mais acentuadamente e desça mais depressa do que com os retalhos recolhidos.

    
28.12.2018 / 01:17

Minha resposta é (como na maioria dos casos): Depende. Principalmente no tipo de retalho usado e a posição definido como zero.

Flaps de Camber

As abas de cambagem não não aumentam necessariamente o arrasto, pelo menos em ângulos de deflexão moderados. Talvez ajude a pensar em uma asa desimpedida como aquela em que as abas foram fixadas permanentemente em uma posição. E essa configuração não precisa necessariamente ser aquela que oferece o mínimo de resistência. Alterar o ajuste das abas da câmara desloca o ângulo de alcance de ataque ideal para cima ou para baixo sem alterar o arrasto - até chegar a configurações de abas extremas onde o intervalo do contorno é grande demais para ser deixado despercebido pelo fluxo de ar.

A trama (feita com o próprio trabalho XFOIL 5.4) mostra como o balde laminar é deslocado para cima e para baixo na faixa c $ _ L $ sem afetar o arrasto muito, exceto a configuração de -20 ° - aqui, o pico de sucção no lado inferior em combinação com a cambagem de aba strong é demais para a camada limite permanecer fixa. Mas esta configuração é realmente utilizável apenas para o vôo invertido.

Definir as abas para um ângulo ligeiramente positivo aumenta o desempenho:

  • O coeficiente de elevação máximo é mais alto, permitindo uma menor velocidade de levantamento e um menor percurso em terra.
  • O ângulo máximo de subida é aumentado muito especialmente para aeronaves a hélice, pois a aeronave pode subir a uma velocidade menor, onde o empuxo é maior para o mesmo desempenho do motor. Observe que o ponto polar para o ângulo máximo de subida fica em um alto coeficiente de sustentação, especialmente para uma asa com alta relação de aspecto. Portanto, flaps positivos podem ser necessários para operar a aeronave em sua melhor velocidade de ângulo de subida com segurança.
  • A taxa máxima de virada sustentada também é muito ajudada com retalhos moderados. O gráfico abaixo mostra os raios de giro calculados para uma grande aeronave de reconhecimento não tripulada em várias taxas de subida (ou descida). A linha para 0 m / s é a taxa de giro estacionária.

Diagrama de taxa de giro para duas configurações de flap: 0 ° (linhas azuis) e + 10 ° (linhas vermelhas). Trabalho próprio.

Várias aeronaves de caça usaram flaps efetivamente para maximizar sua taxa de turnos em brigas de cães (google for "flaps combat"). Além disso, o conceito de asa viva do F-18 ajusta os flaps para maximizar o desempenho das asas em todas as situações. Isso não ajudaria se os flaps apenas reduzissem a decolagem.

Fowler flaps

Estes flaps aumentam a área das asas, portanto, qualquer atuação também aumentará o coeficiente de atrito , uma vez que se refere à área da asa com retalhos retraídos. No entanto, uma vez que o aumento da área da asa permite voar mais lentamente, o arrasto total pode ser menor, dependendo de onde a aeronave polar voou antes de estender as abas. Um ajuste de decolagem moderado, portanto, também resultará em arrasto reduzido se a aeronave for capaz de voar mais devagar e o arrasto induzido é menos da metade do arrasto total.

Na deflexão total, o arrasto de flancos do fowler cresce fora de proporção para ser levantado, mas esse é um dos objetivos do projeto. As configurações mais altas destinam-se apenas ao pouso.

    
28.12.2018 / 09:52