Como obtenho uma menor velocidade de estol e capto o potencial CLmax sem autoridade de controle de elevador suficiente?

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Estou realizando algumas análises em um uav, e os resultados que encontrei mostram que, com as modificações propostas, não consigo aparar em minha velocidade de estolagem anterior, $ c_ {L \: max} $ e assim originalmente projetada (experimentalmente determinada) . Idealmente, quero diminuir tanto quanto possível minha velocidade de stall (por razões óbvias). Teoricamente, com um novo projeto de flape, posso obter coeficientes de elevação mais altos, mas o elevador não possui autoridade de controle suficiente para obter um vôo nivelado estável nessas condições. Variar meu local de cg um pouco me permitirá capturar meu $ c_ {L \: max} $ original, mas ele não tem alcance suficiente para alcançar o novo potencial $ c_ {L \: max} $.

O que eu estou procurando que pode me ajudar a alcançar uma menor velocidade de estol? Como a hélice / potência, a pista de deslizamento, etc., afetam esse problema?

    
por spacegirl1923 10.05.2016 / 17:35

2 respostas

Depende parcialmente do que você quer dizer com "trim".

Os pilotos usam uma definição bastante estreita, em que o corte significa zerar as forças de controle para uma deflexão e velocidade específicas da superfície de controle. Isso é feito por abas ou molas na articulação de controle.

Os engenheiros usam-no mais amplamente e incluem a capacidade de desviar as superfícies de controle de tal forma que a atitude desejada possa ser estabilizada. Eu acho que você se refere a essa linha de pensamento.

Muito antes do pico do coeficiente de sustentação de um avião parar, o fluxo sobre parte da asa começará a se separar. O ideal é que ele faça isso perto do bordo de fuga da raiz da asa, e a separação progredirá lentamente para frente e para fora conforme o ângulo de ataque aumenta. Esta separação irá deslocar o centro local de pressão de volta, de tal modo que a aeronave experimentará um momento cada vez mais estreito conforme se aproxima da tenda. Para estabilizá-lo em ângulos mais altos de ataque, portanto, será necessário aumentar as deflexões do elevador de maneira não linear. Dependendo da posição do centro de gravidade, a autoridade do elevador instalada pode não ser suficiente para cortar a aeronave até a cabine totalmente desenvolvida.

Se você quer dizer a primeira interpretação do "trim", então sim, a maioria das aeronaves não permitirá que você bata as forças na baia estacionária. A faixa de compensação deve cobrir a velocidade de subida mais íngreme, não mais. No entanto, se o alcance do centro de gravidade for grande o suficiente, você deverá ser capaz de aparar uma aeronave com a traseira c.g. todo o caminho para a tenda. Afinal de contas, com estabilidade neutra você pode idealmente aparar (segunda interpretação) qualquer ângulo de ataque com o mesmo ângulo de deflexão do elevador (note que a não-linearidade explicada acima exigirá mais desvios negativos do elevador quando você se aproximar da cabine mesmo em uma aeronave estaticamente neutra). / p>

Eu diria que as forças de controle são muito altas - afinal de contas, ao parar no vôo nivelado a 1g, a aeronave voará o mais lentamente possível, então as forças do braço devem ser pequenas.

Os efeitos do empuxo dependem da instalação do motor. Com uma hélice, mais potência adicionará torque e aumentará a pressão dinâmica na cauda. Agora, depende se a explosão da propulsão atingirá a empenagem - se isso não acontecer, o efeito de adicionar potência será, na melhor das hipóteses, uma parada assimétrica.

Caso você tenha uma alteração de configuração em que a configuração mais antiga seja conhecida e a nova forneça as mesmas características de voo, use o volume final como um parâmetro de dimensionamento. Caudas horizontais do mesmo volume devem dar o mesmo poder de controle. O volume é o produto da área e o braço de alavanca entre o ponto neutro da cauda e o centro de gravidade. Se a nova cauda tiver um ângulo diédrico diferente, não se esqueça de adicionar o co-seno do ângulo diedro.

Ao comparar elevadores do mesmo tamanho, mas de acordes com abas diferentes, use a raiz quadrada do acorde da aba relativa para comparação. Digamos que o elevador antigo tenha uma aba de 20% e o novo de 30%. O novo terá 22,5% mais poder de controle para a mesma deflexão ($ \ sqrt \ frac {0.3} {0.2} $).

Dependendo do acorde do elevador, em algum ponto mais deflexão não ajudará muito (tipicamente 20 ° para um elevador de 25% - indo mais alto irá adicionar pouco poder de controle). Agora várias opções podem ser empregadas para aumentar o poder de controle:

  • Altere a incidência do estabilizador. Isso é o que os aviões fazem para compensar as grandes mudanças de acabamento causadas pelos flaps de Fowler.
  • Adicione dispositivos de ponta no estabilizador para tornar o elevador mais eficaz. Isso adiciona muita complexidade para um pequeno ganho, no entanto.
  • Use abas com ranhuras e abas duplas para obter mais potência de controle e ângulos de deflexão mais úteis a partir de um elevador existente. Mais uma vez, aviões com seus flaps de asa devem apontar o caminho.

No amortecimento, tanto o ângulo diédrico quanto o braço de alavanca têm influência quadrática, ao mesmo tempo em que influenciam linearmente a potência de controle. Dessa forma, é possível ajustar as características de amortecimento e controle individualmente.

    
10.05.2016 / 21:45

A asa é uma opção? Com abas internas e varredura suficiente, os flaps podem ser neutros no momento.

Você tem autoridade de elevador inadequada para combater o momento gerado pelos flaps. Flaps com um momento reduzido requerem menos autoridade de elevador, permitindo assim maior deflexão e Cl. Se os flapes internos forem usados com uma asa varrida, eles podem ter um momento reduzido até zero, quando desviados dependendo da varredura, tamanho do flape, extensão e corda.

    
22.10.2017 / 05:57