Há algum avião fly-by-wire com estabilidade de passo negativo ou quase neutro?

Question

Há algum avião fly-by-wire com estabilidade de passo negativo ou quase neutro?

#1 resposta do (7 votos)

5

Existem modernos aviões comerciais com sistemas de controle de vôo fly-by-wire projetados com estabilidade de passo negativa ou quase neutra para que eles possam aproveitar a capacidade de tais sistemas para reduzir o arrasto e aumentar a eficiência do combustível?

Se sim, quais aeronaves são tão projetadas?

E se não, por que não?

Nas imagens, a aeronave com estabilidade estática positiva deve produzir sustentação suficiente da asa (a seta verde), não apenas para manter a aeronave levantada, mas uma quantidade adicional para compensar a sustentação da superfície da cauda, que está puxando a aeronave para a sujeira. A força aerodinâmica total é a soma do Wing Lift mais o lift da cauda, que deve ser igual ao peso da aeronave mais o dobro do levantamento produzido pela cauda. ISTO SIGNIFICA QUE EM UMA AERONAVE COM ESTABILIDADE ESTÁTICA POSITIVA, EXISTEM SIGNIFICAMENTE MAIS ARRASTE E IMPULSO REQUERIDO.

Em uma aeronave projetada com estabilidade estática negativa, (imagem inferior) As asas, (seta verde) mais o plano da cauda, (azul) ambas contribuem para a sustentação positiva (para cima) e a força aerodinâmica total é menor, portanto o arrasto induzido é menor, e o empuxo requerido (e o fluxo de combustível para gerar esse empuxo) é reduzido em comparação a uma aeronave com estabilidade estática positiva.
Se você quiser mais detalhes, leia este vídeo , do qual eu cito (por volta da marca de 1:00 minutos ), falando sobre aeronaves da aviação geral com estabilidade estática positiva, "... Algo não muito bonito sobre esta situação, [estabilidade estática positiva], é que temos essa força de sustentação descendente [na cauda], que chamamos de Trim Drag que, essencialmente, de um modo negativo, afeta nosso alcance e resistência, e que gostaríamos de evitar ... ", e depois, falando sobre o F-16 negativamente estável, na marca de 1:50 minutos," In esta situação nós temos [na cauda], uma força de sustentação para cima, o que significa ... temos, como deveria, todo o elevador voltado para cima. Isso significa [meu itálico], nós ter um aumento no nosso desempenho de faixa e resistência .. "

E, além disso, deste link , Citação "projetos instáveis obter uma ligeira redução no arrasto e um ligeiro aumento no elevador". O restante deste artigo também é muito informativo.

Para ilustrar melhor a diferença, abaixo estão duas fotos de aeronaves na aproximação final ao solo, onde a trajetória de vôo é estável e decrescente.
1. Um F-4, com estabilidade estática positiva, e 2. um F-16, que possui estabilidade estática negativa. Observe as posições relativas dos estabilizadores nas duas aeronaves e, especialmente, o ângulo de ataque relativo dos estabilizadores em comparação com a AOA das asas. Em ambas as imagens a aeronave está descendo para pousar, então o vento relativo é da esquerda e abaixo.

flight-controls commercial-aviation fly-by-wire stability

por Charles Bretana 02.01.2018 / 16:21

1 resposta

Tags flight-controls commercial-aviation fly-by-wire stability

Os bônus de nível em D & D 3.5 simulam com precisão a curva de aprendizado com habilidades de combate? [fechadas] O Dragon Shards pode aumentar os implementos?

score 7 · Answer 1

Não.

Os modernos aviões FBW usam menos estabilidade estática do que os jatos iniciais estavam acostumados, mas a estabilidade ainda é positiva. Basta olhar para a forma como a superfície da cauda é curvada em aviões modernos para prova:

Cauda do A380 (imagem fonte )

Boeing 787 tail (foto source )

Em estabilidade estática zero, a posição longitudinal do centro de gravidade coincide com o ponto neutro, de modo que a elevação por área em todas as superfícies horizontais é aproximadamente a mesma (negligencio os efeitos de cambagem no momento que são pequenos na configuração de cruzeiro).

As caudas horizontais, mesmo dos desenhos mais recentes, ainda têm uma curvatura negativa, o que indica que o coeficiente de sustentação do projeto está em torno de zero, ou mesmo ligeiramente negativo. Isso tem a ver principalmente com as cargas de cauda na configuração de pouso, mas também mostra que na velocidade transsonica elas voam com um coeficiente de sustentação menor do que a asa. Tal curvatura do aerofólio faria a operação na velocidade transsonic e o coeficiente de elevador da asa um tanto ineficiente.

Um projeto de estabilidade neutra tornaria o sistema FBW ainda mais crítico em vôo do que já é e faria o " direito direto "modo do sistema Airbus FBW bastante perigoso. A certificação seria muito mais difícil - afinal, FAR $ 25.173 ainda se aplica:

(a) A pull must be required to obtain and maintain speeds below the specified trim speed, and a push must be required to obtain and maintain speeds above the specified trim speed.

A parte "manter" desta regra pode ser melhor obtida com estabilidade estatística positiva.

Além disso, reduzir a estabilidade estática além de um ponto em que a estabilidade ainda é um pouco positiva não melhora mais a eficiência. Observe que a proporção da superfície da cauda é menor que a da asa. Se ambas as superfícies voassem com o mesmo coeficiente de sustentação, o arrasto induzido pela cauda seria relativamente mais alto (em relação ao levantamento) do que o da asa, mesmo sem efeitos de downwash. Isso significa que o elevador na cauda tem um preço mais alto e é mais eficiente pilotar a asa com um coeficiente de sustentação maior do que a cauda.

EDITAR:

Aeronaves supersônicas se beneficiam da estabilidade estática negativa porque isso irá causa menos arrasto em vôo supersônico . Não existe tal vantagem para os aviões de passageiros porque eles não são feitos para operação supersônica contínua.

Além disso, a estabilidade estática positiva é possível com a elevação na cauda. Nesse aspecto, a questão repete um meme antigo. Não é o sinal do elevador na superfície da cauda que determina a fronteira entre a estabilidade positiva e negativa, mas o elevação relativa por área . Deve ser menos na cauda do que na asa para estabilidade. De que outra forma um avião canard estável seria capaz de produzir sustentação em sua asa principal?