O que é uma cabine de alta velocidade?

Quando a velocidade do fluxo de ar excede localmente a velocidade do som acima da asa, forma-se uma onda de choque e o fluxo se desprende além dessa onda de choque.

Similarmente ao stall, a separação supersônica do fluxo remove o componente de sustentação produzido pela diminuição da pressão na superfície superior da asa e assim os efeitos são similares.

Eu causa redução de sustentação e porque o centro de pressão é cerca de um quarto de corda na superfície superior, mas o midchord na parte inferior, causa um momento significativo de pitch-down, que pode ser impossível recuperar mesmo se a elevação pós-stall é de outra forma suficiente para manter a aeronave voando em linha reta. Este efeito é frequentemente chamado de Mach tuck . Planos supersônicos geralmente têm elevadores em movimento para ter autoridade de controle suficiente para compensá-lo.

Uma diferença em relação ao stall normal é que após a separação do fluxo supersônico, a sustentação permanece proporcional ao ângulo de ataque e, assim, a aeronave continua a se comportar mais ou menos normalmente, exceto pela mudança no trim.

Mach tuck pode ocorrer tão baixo quanto Mach 0,7 dependendo do projeto da aeronave, porque o ar se move mais rápido sobre a asa. Ele pode ser atrasado usando asas varridas , porque as ondas de choque só se formam quando o componente de velocidade do ar perpendicular à asa excede a velocidade de som.

Aeronaves supersônicas acabam encontrando separação de fluxo supersônico, mas a elevação da superfície inferior é suficiente para equilibrar o peso da aeronave a essa velocidade e altitude e a aeronave pode continuar voando com o fluxo da superfície superior separado.

Este não é o caso da maioria das aeronaves subsônicas, que por razões de eficiência tendem a cruzar em altitudes nas quais têm margem muito pequena para parar. À medida que a velocidade de estol aumenta com a altitude, enquanto a velocidade do som diminui ligeiramente com a temperatura mais baixa, a velocidade de estol será eventualmente igual ao número de mach crítico, o que cria o canto do caixão e teto absoluto para a aeronave. Para a maioria das aeronaves de transporte civil, o intervalo entre a velocidade de estol e o número crítico de machos (onde o arrasto aumenta e a separação do fluxo supersônico começaria) diminui consideravelmente na altitude de cruzeiro, mas eles geralmente não têm potência suficiente para chegar ao canto do caixão.

Aeronave barraca quando a asa não pode produzir sustentação suficiente para sustentar o vôo. Isso pode acontecer por dois motivos:

1. Separação de fluxo devido ao alto ângulo de ataque. A inclinação da curva de elevação, que é positiva e linear em ângulos baixos de ataque, torna-se negativa, de tal forma que um aumento do ângulo de ataque resulta em menor elevação. Isso é causado por efeitos de viscosidade.
2. Separação de fluxo devido a strongs choques na asa perto de Mach 1. Isso é causado por efeitos Mach.

O primeiro é uma baixa velocidade, mas pode acontecer a qualquer velocidade. As baias de alta velocidade são a segunda variedade. Eles podem ser provocados por

1. voando mais rápido na mesma atitude, normalmente em ar muito rarefeito e com velocidade em torno de Mach 0,8.
2. Ou eles podem ser provocados exigindo mais sustentação na mesma velocidade, por ex. iniciando um turno.
3. Um terceiro caminho é subir, de tal forma que o ar fica mais fino e mais frio, e a asa precisa de um ângulo de ataque maior para produzir a mesma sustentação de antes.

Em todos os casos, o fluxo inicial sobre a asa foi localmente levemente supersônico e produziu um choque fraco. Seja aumentando a velocidade (mais precisamente: o número Mach do vôo) ou o ângulo de ataque, o choque se torna mais strong e pode causa separação de fluxo , de tal forma que a asa produz menos sustentação do que antes. A aeronave parou. No caso do U-2, a cauda ainda funcionaria, apenas a asa produziria menos sustentação, de modo que o avião se inclinasse e acelerasse. A aceleração torna as coisas piores, porque agora os choques ficam ainda mais strongs. Agora o piloto está preso em um mergulho que ele não pode terminar. É muito divertido quando, a poucos quilômetros abaixo do piloto, o MiG-17 é executado, fazendo flexões de alta velocidade para chegar perto o suficiente para abrir fogo.

Como evitar isso? Geralmente, isso é impossível evitar completamente, só pode ser mitigado. A varredura de asa é a maneira mais eficaz de limitar a perda de carga devido a choques locais, mas mesmo uma asa delta altamente varrida terá uma redução de seu coeficiente de sustentação máximo em torno de Mach 1. Uma forma de aerofólio otimizada ajuda a aumentar o limite. novo limite é excedido, a perda de elevação será mais pesada. No final, a maioria das aeronaves modernas recorre à limitação do envelope de voo e usa um FCS eletrônico para garantir que o envelope não seja excedido.