Frage:
Warum wird der Anstellwinkel immer gegen den relativen Wind parallel zum Horizont angezeigt?
S.M. Nawaz
2020-08-22 21:33:18 UTC
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Ich habe eine Frage zu Stall, die ich nur schwer verstehen kann.

Nach der Theorie tritt Stall auf, wenn:

1- Geschwindigkeit ist langsam, dann eine bestimmte Grenze.

2- Anstellwinkel ist größer als eine bestimmte Grenze.

Im Fall eines Anstellwinkels Es wird über relativen Wind entlang der Flügel gesprochen. Aber hier ist meine Verwirrung. Relativer Wind wird immer parallel zum Horizont gezeigt, der auf die Flügel trifft. Nach meinem Verständnis gibt es am Himmel überall gleiche Luft und Wind. Wir erzeugen unseren eigenen harten Wind für unsere Flügel, indem wir uns schnell durch die Luft bewegen. Richtig?

Es sollte also keinen Unterschied machen, in welche Richtung wir uns bewegen, entlang des Horizonts oder in einem steilen Winkel nach oben oder unten relativ zum Horizont. Der relativ harte Wind wird gerade in entgegengesetzter Richtung erzeugt, wo wir uns schnell bewegen. Weil wir uns auch in die gleiche Richtung bewegen wie der Anstellwinkel unserer Flügel. Wie ich in meiner Abbildung oben mit der blauen Linie gezeigt habe.

Wenn ja, dann gibt es überhaupt keine Frage zum Anstellwinkel. Weil wir immer unseren eigenen Wind erzeugen, indem wir uns schnell in jede Richtung am Himmel bewegen.

Es wäre anders, wenn wir uns parallel zum Horizont bewegen, aber nur unsere Flügel haben einen größeren Anstellwinkel relativ zum Rumpf und Horizont. (Wie es im Beispiel von Hand aus einem Auto oft erklärt wird. Während sich das Auto horizontal bewegt, ändert sich nur der Winkel unserer Hand relativ zum Auto). Dann ist diese Stall-Theorie verständlich.

Wenn wir uns die Kampfflugzeuge und akrobatischen Flugzeuge ansehen, sehen wir, dass sie im 90-Grad-Neigungswinkel vertikal gegen den Horizont klettern und auch kopfüber fliegen können. Und sie machen keinen Stillstand, weil sie ihren eigenen relativen geraden Gegenwind erzeugen, indem sie sich schnell in jede Richtung am Himmel bewegen.

Warum müssen wir in normalen Flugzeugen über geraden, nur horizontal kommenden relativen Wind nachdenken? dementsprechend der Anstellwinkel dagegen?

Sie können den Punkt Nummer 1 auf Ihrer Liste ablegen. Unabhängig von der Geschwindigkeit tritt ein Stillstand immer dann auf, wenn ein bestimmter Anstellwinkel überschritten wird. Die Frage ist auch sehr verwirrend. Schauen Sie sich das an: https://aviation.stackexchange.com/questions/2903/how-does-stall-depend-on-angle-of-attack-but-not-speed
Diese Frage mag schlecht formuliert sein, aber ihre Bedeutung ist klar. Es verdient eine Gegenstimme.
Leider hat Alpha-Punkt, dh die Rate der AoA-Erhöhung, auch [einen Einfluss auf den Stall] (https://aviation.stackexchange.com/questions/2903/how-does-stall-depend-on-angle-of- Angriff, aber nicht Geschwindigkeit / 3620 # 3620). Und [Mach-Nummer] (https://aviation.stackexchange.com/questions/14236/is-there-always-a-stall-if-you-exceed-a-specific-angle-of-attack/14257#14257) . Und Reynolds Nummer. Und Seitenverhältnis. Und Flügelfegen. Es ist ziemlich kompliziert.
Ich weiß, was die Definition von Stall ist. Aber Sie haben meine Frage leider nicht verstanden. Ansonsten habe ich diese Frage hier nicht gestellt. Egal, einige Leute haben meine Frage verstanden.
@S.M. Nawaz, Ihre blauen Linien wären korrekt, wenn das Flugzeug eine konstante AOA beibehalten und sich zum Steigen aufstellen würde. Der gesamte Zweck der Bilder besteht jedoch darin, eine Erhöhung der AOA im Horizontalflug bis zum Punkt eines Stalls zu zeigen.
@PeterKämpf mit Blick auf die Frage Ich denke nicht, dass das Öffnen dieser Dose Würmer hier gerechtfertigt ist.
Es ist ziemlich einfach. Der relative Wind ist IMMER genau gleich der tatsächlichen Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs und fließt (relativ zum Flugzeug) genau in die entgegengesetzte Richtung der tatsächlichen Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs. Die obigen Diagramme sagen absolut nichts über die Flugzeuggeschwindigkeit aus, daher ist jede Annahme darüber problematisch. Sie sind der Einfachheit halber so gezeichnet, um zu implizieren, dass sich das Flugzeug und der Flügel horizontal durch die Luft nach links bewegen. Die Mehrdeutigkeit würde gelöst, indem ein als solcher gekennzeichneter True Airspeed-Geschwindigkeitsvektor hinzugefügt wird, der horizontal nach links zeigt.
Auch die Annahme, dass ein Stillstand bei langsamer Geschwindigkeit auftritt, ist FALSCH. Ein Stillstand tritt auf, wenn die AOA die kritische AOA PERIOD überschreitet. Sie können bei 10 Knoten sein und nicht ins Stocken geraten. Sie werden in Richtung Boden beschleunigen und entweder fallen oder bald fallen, aber wenn Sie den Steuerknüppel / das Joch so weit nach vorne drücken, dass der Flügel auf weniger als die kritische AOA "entladen" wird, wird der Flügel nicht blockiert.
Hier ist ein Video mit vielen Flugzeugen, die mit der Nase nach oben fliegen, aber das Flugzeug bewegt sich nach unten: https://www.youtube.com/watch?v=wPanOuWQaT8. Die Tatsache, dass das Flugzeug mit der Nase nach oben fliegt, ist am offensichtlichsten, wenn die Räder den Boden berühren. Wenn die Flugzeuge mit der Nase nach unten fliegen, sollte sich das Vorderrad zuerst berühren. Wenn Sie Vögel beobachten, werden Sie auch feststellen, dass sie dasselbe tun, wenn sie auf dem Boden oder auf Ästen landen - sie fliegen in die Richtung, in die ihre Flügel nicht zeigen. Dies ist der Kern des Konzepts des Anstellwinkels
Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei solchen Zeichnungen zu viel Wert auf die Trennung des Luftstroms gelegt wird, was den Mythos aufrechterhält, dass Flugzeuge fliegen, weil zwei benachbarte Luftmoleküle, die an der Vorderkante getrennt sind, sich am Ende treffen müssen und die Form des Flügels das Obermaterial verursacht man fährt schneller, und das Bernoulli-Prinzip bewirkt, dass der Flügel durch Absaugen nach oben gesaugt wird ... was offensichtlich falsch ist, da Flugzeuge verkehrt herum fliegen können und es Flügel mit symmetrischen Querschnitten gibt. Das Hauptproblem bei einem Stall ist, dass der Luftwiderstand beginnt, den Auftrieb zu überschreiten (und bei einem zu großen Anstellwinkel beginnt der Auftrieb abzunehmen).
@vsz Sie haben Recht, dass die Sache mit der gleichen Laufzeit eine Koje ist, aber es ist völlig richtig, dass der aerodynamische Strömungsabriss normalerweise durch Strömungstrennung auf der Oberseite eines Tragflügels verursacht wird. Dies gilt sowohl für symmetrische als auch für asymmetrische Folien. Und die Luft beschleunigt tatsächlich mehr und erzeugt wieder einen niedrigeren Luftdruck über der Oberseite (wenn sie nicht blockiert ist), selbst in symmetrischen Folien. Die Definition des aerodynamischen Strömungsabrisses ist eine Zunahme der AoA, die eine Abnahme des Auftriebs verursacht. Die Strömungstrennung auf (einem Teil) der Oberseite ist der normale Grund dafür.
* "Die Luft beschleunigt tatsächlich mehr und erzeugt wieder einen niedrigeren Luftdruck über der Oberfläche (wenn sie nicht blockiert ist), selbst in symmetrischen Folien." * - Ja, das stimmt, aber das ist immer noch nicht der Ursprung des größten Teils des Auftriebs. Der größte Teil des Auftriebs kommt einfach von dem abgewinkelten Flügel, der die gesamte Luft nach unten drückt. Aber ja, die Strömungstrennung verringert (oder entfernt?) Den von Ihnen erwähnten zusätzlichen Auftrieb und verursacht Turbulenzen, wodurch der Luftwiderstand erhöht wird. Diese beiden Faktoren zusammen reduzieren den Auftrieb drastisch.
Sieben antworten:
reirab
2020-08-23 07:45:03 UTC
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Ich denke, dies wurde zumindest in anderen Antworten angedeutet, aber um es kurz zu machen: Die Diagramme sollen den Luftstrom nicht als immer parallel zum Horizont darstellen. Der Luftstrom fließt nur entlang der horizontalen Achse des Diagramms, da dies bequem dargestellt werden kann. In dem Diagramm ist nicht impliziert, dass die horizontale Achse des Diagramms tatsächlich parallel zur Erdoberfläche verläuft.

Das Verhalten des Tragflügels ist unabhängig von der tatsächlichen Ausrichtung des Flügels und des Luftstroms relativ gleich zum Horizont. Alles was zählt ist, wie das Schaufelblatt relativ zum Luftstrom ausgerichtet ist. Sie können diese Diagramme relativ zum Horizont beliebig drehen, und was sie darstellen, bleibt wahr.

Die blauen Luftströmungslinien, die Sie in den Diagrammen gezeichnet haben, scheinen davon auszugehen, dass das Flugzeug immer ansteigt Ein Winkel, der ungefähr dem Winkel zwischen dem Horizont und der Sehnenlinie des Flügels entspricht, aber das ist nicht wahr. Sie können mit einem hohen Anstellwinkel fliegen, während Sie den Horizontalflug beibehalten, wenn Sie beispielsweise langsam genug fliegen. Sie üben dies ("langsamer Flug" genannt), wenn Sie ein Privatpiloten-Zertifikat erwerben. Sie können (und tun es oft) sogar mit einer Nase nach oben absteigen. Und wenn Sie die Nase zu weit nach oben heben, können Sie sehr schnell mit einer Nase nach oben absteigen, nachdem Ihre Flügel stehen geblieben sind. Zum Beispiel fiel Air France 447 mit einer Nase nach oben um 10.000 Fuß pro Minute, als einer der Piloten den Steuerknüppel zurückhielt.

Dies erweitert meine Antwort sehr gut.
@reirab - Jetzt begann ich zu verstehen, dass der Anstellwinkel nicht immer die Flugbahn ist. Ich dachte, das Flugzeug sollte überall dort hingehen, wo seine Nase zeigt. Aber anscheinend passiert es nicht, wenn die Schubkraft nicht ausreicht, um aufzusteigen, dann fliegt das Flugzeug in einem Engel relativ zum kommenden Wind vorwärts. Also nochmal eine verrückte Frage in meinem Kopf. Wie wäre die Richtung des relativen Windes, wenn ein Flugzeug seine Nase hebt und mehr Schub zum Aufstieg gibt? Wäre der relative Wind dann parallel zum Tragflächenprofil?
Wir können hinzufügen, dass grundlegende Aerodynamikkurse 2D-Windkanäle umfassen können, in denen die Strömung tatsächlich horizontal ist, und der Flügel vom Schüler bei verschiedenen AOA gehalten werden kann, um ein Gefühl für die Kräfte zu bekommen, ähnlich dem Konzept, dass eine Hand außerhalb der Autofenster.
@S.M. Nawaz: Re "Ich dachte, das Flugzeug sollte überall dort hingehen, wo seine Nase zeigt." Haben Sie jemals ein Flugzeug gelandet? Die Nase ist definitiv angehoben, wenn Sie auf der Landebahn aufsetzen.
@S.M.Nawaz Der Luftstrom wird fast nie genau parallel zur Akkordlinie des Tragflügels sein. Dies ist die Definition eines Anstellwinkels von null Grad, und viele Flügel erzeugen bei 0 Grad AoA überhaupt keinen Auftrieb. Die Sehnenlinie des Tragflügels (eine imaginäre Linie, die sich von der Vorderkante bis zur Hinterkante erstreckt) ist selbst im Geradeausflug fast immer um einige Grad gegenüber dem Luftstrom geneigt. Wenn Sie jedoch den Schub hinzufügen, wird die AoA, die zum Aufrechterhalten einer bestimmten vertikalen Geschwindigkeit erforderlich ist, flacher, wenn alle anderen Werte gleich gehalten werden.
@reirab: In der Tat ist die AoA selbst bei normaler Abfahrt fast immer positiv. (Das heißt, ohne Tauchen, Wingovers und dergleichen.) Wenn Sie z. Flugzeuge in einem langen Finale werden fast immer eine Nase hoch haben.
@jamesqf Ja, eine leichte Nose-Up-Haltung im Finale ist keine Seltenheit. Selbst wenn das Flugzeug eine Bug-nach-unten-Haltung hat, ist die AoA dennoch positiv, da der Luftstrom unter dem Flugzeug in einem Winkel weiter unterhalb des Horizonts als der Bug-nach-unten-Winkel kommt (und die Flügel normalerweise mit einem Flügel versehen sind Akkordlinie, die auch bei einem Neigungswinkel von Null leicht positiv geneigt ist.) Wie Sie sagten, sind die einzigen Ausnahmen eher extreme Manöver, die normalerweise nur von Jägern, Kunstflugzeugen und dergleichen ausgeführt werden.
Guy Inchbald
2020-08-22 22:14:29 UTC
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Erstens ist der relative Wind relativ zum Tragflächenprofil, er hat nichts mit einer anderen Richtung zu tun.

Wir zeigen den relativen Wind in aerodynamischen Diagrammen fast immer als horizontal, weil es der ist Referenzfluss für das Diagramm . Welcher Weg das Flugzeug nach oben weist oder in welche Richtung es sich bewegt, hat keinen Einfluss auf die Aerodynamik. Alles, was zählt, ist der relative Wind.

Der Anstellwinkel wird relativ zu diesem Wind gemessen.

Eine langsame Fluggeschwindigkeit ist übrigens keine Bedingung für ein Abwürgen, sondern eine Folge der Stallbedingungen in geringer Höhe. Die Blockiergeschwindigkeit in jeder Höhe ist eine Folge des hohen Anstellwinkels, der zur Aufrechterhaltung des Auftriebs erforderlich ist. In der maximalen Höhe fallen die Abwürggeschwindigkeit und die Höchstgeschwindigkeit zusammen.

Ich denke, der relative Wind kommt nicht aus einer bestimmten Richtung. Aber wir bekommen relativen Wind in jede Richtung, die wir mit einer bestimmten Geschwindigkeit haben. Die Frage des "Anstellwinkels" wäre, wenn die Windrichtung nur horizontal festgelegt ist und wir uns dagegen bewegen. Tatsächlich weht aber fast kein Wind, wenn wir uns nicht bewegen. Warum sehen wir relativen Wind immer parallel zum Horizont?
Ja. Aus welcher Richtung der relative Wind physisch kommt (Fahrtrichtung) und in welche Richtung wir ihn in einem aerodynamischen Diagramm zeichnen, sind verschiedene Dinge.
@S.M.Nawaz Wenn Sie ein Diagramm des Anstellwinkels erstellen würden, aus welcher Richtung würden Sie den relativen Wind setzen?
@HiddenWindshield - Ich habe meine Frage oben geändert und ein Foto hinzugefügt, da ich denke, wie der relative Wind ist.
@S.M.Nawaz Wenn Sie also ein AoA-Diagramm zeichnen, zeichnen Sie den Windwinkel immer so, dass er von 25 Grad über der Horizontalen kommt? Ok, das ist in Ordnung, nur ein bisschen komisch.
@ HiddenWindshield - Ich habe blaue Linien direkt auf den Flügel gezeichnet, da die Flügel nicht relativ zum Rumpf abgewinkelt sind. Aber der Rumpf und die Flügel steuern und bewegen sich in die gleiche Richtung. Daher gibt es KEINEN Winkelangriff. Entschuldigung, wenn ich das so sehe.
@S.M.Nawaz Damit der Wind aus 25 ° über dem Horizont kommt, muss sich das Flugzeug in einem Anstieg von 25 ° befinden. Die meisten Flugzeuge haben nicht genug Motorleistung, um einen so steilen Aufstieg sehr lange zu überstehen. Wenn die Geschwindigkeit sinkt, wird der Auftrieb verringert. Wenn der Auftrieb verringert wird, sinkt der Steigwinkel des Flugzeugs (und damit der relative Windwinkel). Wenn der Pilot den gleichen Nickwinkel beibehält, erhöht sich der Anstellwinkel, was schließlich zu einem Stillstand führt.
@S.M.Nawaz Ihre blauen Linien sind nicht richtig zum Tragflächenprofil abgewinkelt. Im Stall kommt auf keinen Fall Luft auf die Oberseite! Die grauen Stromlinien haben tatsächlich die richtige Richtung * relativ zum Tragflächenprofil * (so wie ich es zeichnen würde). Deshalb wird es der * relative * Wind genannt und nicht nur der Wind.
David K
2020-08-23 04:04:10 UTC
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Sehen Sie sich ein typisches Diagramm an, das den Anstellwinkel darstellt. Wo auf dem Diagramm sehen Sie den Horizont? Woher wissen Sie, dass der Horizont parallel zum unteren Rand des Bilderrahmens verläuft?

Es ist leicht zu fallen in die Falle zu denken, dass der relative Wind parallel zum Horizont ist, weil so viele Flugzeuge so viel Zeit mit Fliegen verbringen, dass der relative Wind parallel zum Horizont ist. In einem Flugzeug, das in ruhiger Luft steigt oder sinkt, oder in einem Flugzeug, das in einem Abwind oder Aufwind eben fliegt, ist der relative Wind nicht parallel zum Horizont.

Wenn Sie möchten, können Sie den drehen gesamtes Diagramm auf der Seite. Egal in welche Richtung Sie zeigen, solange Sie den gleichen Winkel zwischen dem relativen Windpfeil und der Sehne des Flügels haben, ist es der gleiche Anstellwinkel, wie auf dieser Seite dargestellt.

Der gesamte Anstellwinkel besteht darin, dass es beim Herausfinden des Auftriebs der Flügel eines Flugzeugs egal ist , wo sich der Horizont befindet. Was zählt, ist die Wechselwirkung zwischen der Umgebungsluft und dem Flügel, die normalerweise von der Relativbewegung dieser beiden Dinge abhängt, einschließlich der Richtung dieser Bewegung.

In den meisten Fällen ist der relative Wind wahr Ein Flugzeug hat viel mehr mit dem Antrieb und der Kontrolle des Flugzeugs zu tun als mit irgendetwas anderem. Sie irren sich jedoch, wenn Sie glauben, dass ein Flugzeug, selbst ein extrem leistungsstarker Düsenjäger, immer genau in die Richtung fliegen wird, in die die Mittellinie des Rumpfes zeigt.

Betrachten Sie eine Flugshow, in der Ein Düsenjäger fliegt "gerade nach oben" und ein anderer fliegt gerade. Können Sie anhand des Blicks erkennen, dass der Rumpf eines Flugzeugs genau in einem Winkel von 90 Grad zum anderen Rumpf steht? Oder dass die Flugbahn genau 90 Grad von der anderen Flugbahn entfernt ist? Sind Sie zu 100 Prozent sicher, dass der "Straight Up" -Kämpfer keinen Pfad 2 Grad von der Vertikalen entfernt fliegt, während sein Rumpf auf der anderen Seite einer vertikalen Linie um 1 Grad abgewinkelt ist? Solche kleinen Winkelunterschiede sind erheblich, wenn es um den Anstellwinkel geht.

Und da Sie Kunstflugzeuge hochfahren, bewegen sie sich häufig in Richtungen, die in der Richtung des Rumpfes nicht "geradeaus" sind Viele Kunstflugmanöver beinhalten Stände (hoher positiver Anstellwinkel) und kopfüber fliegen beinhaltet normalerweise einen negativen Anstellwinkel.

HiddenWindshield
2020-08-22 21:56:47 UTC
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Es gibt keinen Unterschied zwischen "normalen" und "akrobatischen" Ebenen hinsichtlich des Stallverhaltens. Wenn der Anstellwinkel den kritischen Winkel überschreitet, bleibt der Flügel stehen. Dies gilt für jedes Flugzeug.

Ich denke, Ihre Verwirrung liegt in der Vorstellung, dass die Sehnenlinie des Flügels immer parallel zum Windfluss ist. Das ist falsch. Wenn das Flugzeug langsamer wird, wird der Auftrieb aufgrund des fehlenden Luftstroms über den Flügel verringert. Daher muss der Pilot den Anstellwinkel vergrößern, um den Auftrieb zu erhöhen und einen ebenen Flug aufrechtzuerhalten. Das Gegenteil gilt für die Erhöhung der Fluggeschwindigkeit: Tatsächlich müssen einige Flugzeuge im Reiseflug einen negativen Anstellwinkel beibehalten, um nicht durch zu viel Auftrieb zu klettern. Das Gewicht des Flugzeugs und die Menge an G-Kraft, die es erfährt, sind ebenfalls Faktoren.

In Ihrer Frage haben Sie geschrieben: "Es wäre anders, wenn wir uns parallel zum Horizont bewegen, aber unsere Flügel haben eine größerer Anstellwinkel relativ zum Horizont. " Sie sagen, dass es nicht wahr ist, aber es ist in der Tat so ziemlich die Definition von Horizontalflug.

"Es gibt keinen Unterschied zwischen" normalen "Flugzeugen und" akrobatischen "Flugzeugen hinsichtlich des Stallverhaltens." Das ist wirklich nicht wahr. Das Stall-Verhalten variiert sehr stark zwischen sogar verschiedenen Flugzeugen innerhalb von Flugzeugen, die als "normal" angesehen werden, geschweige denn zwischen normalen, stabilen Flugzeugen und solchen, die für hohe Manövrierfähigkeit ausgelegt sind, wie Kunstflugflugzeugen oder Jägern. Bei den meisten Flugzeugen trennt sich der Durchfluss nicht nur auf einmal von der gesamten Folie. Verschiedene Teile des Strömungsprofils blockieren früher oder später als andere, und wie dies geschieht, hat große Auswirkungen auf das Stallverhalten.
@reirab Ja, aber was das OP angeht, was die Grundlagen des Stalls betrifft, gibt es keinen Unterschied.
Michael Hall
2020-08-22 23:07:19 UTC
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S.M. Nawab, Ihre Frage zeigt ein intuitives Verständnis von "relativem Wind", das viele andere nicht immer sofort bekommen. Ihre Grundfrage lautet also:

„Warum müssen wir in normalen Flugzeugen über den gerade kommenden relativen Wind und dementsprechend über den Anstellwinkel dagegen nachdenken?“

Die kurze Antwort lautet, dass wir NICHT so darüber nachdenken müssen. Wenn Sie den relativen Wind verstehen, haben Sie bereits ein gutes Verständnis dafür, dass ein Stall bei jeder Fluggeschwindigkeit und Fluglage relativ zum Horizont auftreten kann.

Der Grund dafür, dass der relative Wind in den meisten Anleitungsdiagrammen als horizontal dargestellt wird, liegt darin, dass "Normale Flugzeuge" verbringen die meiste Zeit im Geradeaus- und Geradeausflug. Dies macht es einfacher, Anfängern das Konzept des Angriffswinkels beizubringen.

Wenn Sie an einem Punkt angelangt sind, an dem Sie sich möglicherweise Gedanken über das Abwürgen bei 3Gs machen müssen, während Sie am oberen Ende einer Schleife invertiert sind sollte dieses Grundkonzept beherrschen!

ADDENDUM:

Verstehen Sie das nicht falsch, aber ich denke, Sie haben Ihr Verständnis auf mittlerer Ebene zugelassen Relativer Wind in Hochleistungsflugzeugen und ungewöhnliche Einstellungen beeinträchtigen das Verständnis einer Illustration für Anfänger. Hier und in den anderen Antworten gibt es mehr als genug Material, um Sie auf den richtigen Weg zum Verständnis zu bringen, aber ich habe nur ein paar Hinweise, die Ihnen in Zukunft helfen:

  1. Stellen Sie immer sicher, dass Sie das Lernziel eines Bildes, einer Grafik oder eines Diagramms verstehen, das Sie betrachten. Lesen Sie den gesamten Begleittext zum Bild! Der Kontext ist sehr wichtig. Diese sehr standardmäßige Abbildung zeigt, wie eine Erhöhung der AOA zu einer Trennung des Luftstroms und schließlich zu einem Stillstand führt. Es würde diesen Punkt nicht erreichen, wenn Sie eine unbegründete Annahme machen würden, dass das Flugzeug Leistung hinzufügt und sich zum Steigen aufstellt.

  2. Stellen Sie sicher, dass Sie sich darüber im Klaren sind, was konstant gehalten wird und was eine Variable ist. In dieser Abbildung wird angenommen, dass die Höhe konstant ist (daher relativer Wind) und AOA die Variable ist, und sie nimmt zu, um zusätzlichen Auftrieb zu erzeugen, wenn das Flugzeug langsamer wird. Wenn sich der relative Wind wie angenommen ändern würde, würde AOA als Konstante angezeigt.

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Ich muss also berücksichtigen, dass der relative Wind immer horizontal parallel zum Boden kommt. Und wir ändern unseren Anstellwinkel in diesen Wind? Während ich denke, dass es (fast) keinen Wind gibt. Den relativen Wind schaffen wir uns für unsere Flügel, indem wir uns schnell in jede Richtung bewegen. Unser relativer Wind sollte also immer genau aus der entgegengesetzten Richtung unseres Kurses kommen. Weil nur unsere Bewegung den Wind verursacht.
@S.M. Nawaz. Ich bin mir nicht sicher, was Ihre Frage ist ... (oder ob Sie den Punkt in meiner Antwort verstehen) Sie haben Recht, dass das Flugzeug durch seine Bewegung durch die Luft relativen Wind erzeugt. Daher kommt es der Fahrtrichtung entgegen. Der Einfachheit halber ist es horizontal dargestellt.
Mein Punkt ist: In der Luft gibt es keinen Wind oder nicht genug nützlichen Wind, um hineinzufliegen. Wenn wir uns also in einem steilen Winkel oder sogar in einer geraden Vertikalen durch die Luft nach oben bewegen, ist der Wind, den wir bekommen, unser relativer Wind. Welches kommt genau aus der entgegengesetzten Richtung, wegen unserer Bewegung in diese Richtung. Wir gehen jedoch weiterhin davon aus, dass der relative Wind horizontal und parallel zur Erdoberfläche kommt. Damit ist unser Anstellwinkel bestimmt. Als ob wir von diesem imaginären horizontalen Wind abhängig wären. Während sich unser relativer Wind immer in eine Richtung ändert, gehen wir als Ganzes mit Flügeln.
@S.M. Nawaz, alles, was Sie über relativen Wind sagen, ist zu 100% richtig. Wenn Sie jedoch sagen, dass „wir immer noch davon ausgehen, dass der relative Wind horizontal und parallel zur Erdoberfläche kommt“, sind Sie falsch. Ich gehe nicht davon aus, und anscheinend nehmen Sie es (richtig) auch nicht an. Also, wer ist das „Wir“, das Sie beschreiben? Ich nahm an, dass Sie sich auf ein vereinfachtes Diagramm in einem Flughandbuch beziehen, aber vielleicht müssen Sie erklären, woher Sie diese falsche Annahme haben.
@S.M.Nawaz - Frage. Sie erwähnen immer wieder den „Wind“, während Sie sich in der Brise auf dem Boden stehen fühlen. Relativer Wind hat nichts mit der Windgeschwindigkeit und -richtung des Wetters zu tun. Relativer Wind ist die Richtung und Intensität (oder die entgegengesetzte Reaktion) des Flugzeugs, das sich in der Luftmasse bewegt. Die Tatsache, dass sich die Luftmasse selbst bewegt, kann als belanglos angesehen werden. Es sei denn, das Flugzeug sitzt regungslos auf dem Boden.
@S.M.Nawaz - Der relative Wind ist unabhängig von seiner Fluglage dem dreidimensionalen Flugweg oder der Flugbahn des Flugzeugs entgegengesetzt. Wenn der Flugweg des Flugzeugs gerade nach oben ist, ist gerade nach unten die Richtung seines relativen Windes. Sie können denselben Punkt auf ein Bankflugzeug extrapolieren. Relativer Wind wird als horizontal dargestellt, um die Bildsprache eines komplexen Motivs zu vereinfachen. Es ähnelt der Tatsache, dass die meisten Karten und Schnitte mit Nord oben gedruckt werden, unabhängig davon, in welche Richtung Sie tatsächlich blicken. Wenn Sie verwirrt sind, drehen Sie das Papier einfach, um es richtig auszurichten.
@S.M.Nawaz - Machen Sie den Boden oder den Horizont nicht zu Ihrem Bezugsrahmen für relativen Wind. Verwenden Sie nicht einmal die Flugrichtung basierend auf der Längsachse des Flugzeugs. Machen Sie Ihren Referenzrahmen zum Flugweg der Sehnenlinie des Tragflügels durch die Luftmasse. Die Art und Weise, wie die Luftmasse trifft oder die Luftmoleküle mit dem Tragflügel / den Flügeln interagieren, bestimmt den Angriffswinkel. Wenn Sie Ihre Hand aus dem Fenster eines fahrenden Autos strecken, erhält Ihre Hand einen Anstellwinkel. Dies gilt auch für das Herausstrecken der Hand aus einem Flugzeug im Flug oder für einen Fallschirmspringer bei einem Sprung.
@Dean F - Ich denke, das Herausstrecken der Hand aus dem Auto kann nicht mit den Flügeln eines Flugzeugs verglichen werden. Denn in einem Auto ändern wir den Winkel unserer Hand relativ zur Karosserie des Autos. Aber in einer Ebene, in der wir unsere Bewegungsrichtung ändern, passen Flügel und Rumpf in diese Richtung zusammen. Wir machen KEINEN Winkel relativ zu irgendetwas außer dem Horizont. In der erzählten Theorie fühlt es sich so an, als würden wir uns in der Luftmasse bewegen, die horizontal zur Erdoberfläche liegt, und jede Richtungsbewegung darin würde einen Winkel dagegen bilden. Deshalb taue ich blaue Linien, um zu zeigen, was ich von relativem Wind verstehe.
@S.M.Nawaz - Tatsächlich ist das Herausstrecken Ihrer Hand aus einem Auto das gegebene Beispiel, da das Ändern des Handwinkels relativ zur Bewegung des Autos weder die Richtung noch die Geschwindigkeit der Hand ändert. Es ändert nur den Angriffswinkel. Ich gab auch das Beispiel des Fallschirmspringers, der den Winkel ihrer Hände änderte. Unabhängig von der Änderung ist ihre Fahrtrichtung ungefähr gerade. So wie ein Flugzeug in einer flachen Haltung grob gerade nach unten fallen kann, wenn es blockiert. Auch bei voller Leistung. Aus diesem Grund wird der Angriffswinkel als wichtiger Faktor für einen Stall anstelle der Fluggeschwindigkeit angesehen.
@S.M. Denken Sie daran, dass die Richtung, in die Sie die Nase des Flugzeugs richten, nicht immer die Richtung ist, in die es fliegen wird. Erforschen Sie langsame Flüge und unkoordinierte Kurven. Deshalb spielt die Fahrtrichtung des Autos keine Rolle. Für den Angriffswinkel ist nur der relative Wind relevant, der durch die Bewegung der Hand durch die Luftmasse relativ zur Hand selbst erzeugt wird. Auch wenn das Auto einen Hügel hinaufsteigt und nicht mit dem Horizont übereinstimmt.
@S.M. Nawaz, bitte lesen Sie den Nachtrag zu meiner Antwort oben.
@S.M.Nawaz, Betrachten Sie einen Tauchbomber bei einem 60-Grad-Tauchgang. Sein Flugweg durch die Luft ist um 60 Grad zum Horizont geneigt. In welche Richtung ist der relative Wind?
Dean F.
2020-08-23 07:27:43 UTC
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Vielen Dank für Ihre Frage. Ihre letzten Bearbeitungspunkte zeigen, wo Ihr Missverständnis liegt. Der relative Wind ist eine Funktion der Flugbahn relativ zur Tragflächen-Sehnenlinie. Auf diese Weise interagiert der Luftstrom mit der Flügeloberfläche. Ihr Bezugsrahmen ist das Tragflächenprofil, nicht der Boden. Richten Sie den relativen Wind an der Flugbahn des Tragflügels aus. Für ein umfassendes Verständnis können wir dies in etwa als Flugbahn des Flugzeugs betrachten, wobei ein wenig berücksichtigt wird, wie der Flügel auf dem Rumpf abgewinkelt ist (Einfallswinkel).

Es ist dasselbe Konzept, ob der relative Wind / Flugweg parallel, senkrecht oder in einem Winkel zum Boden war. Es ist wahr, ob das Flugzeug horizontal, vertikal, invertiert, gerade nach oben oder gerade nach unten fliegt. Dies gilt sogar in einer Schleife. Die Flugbahn (daher der relative Wind) wäre ungefähr die Tangente der Schleife. Oder selbst wenn sich das Tragflügel / der Flügel im Kreis vor, über oder zu beiden Seiten des Flugzeugs dreht. Erforschen Sie den P-Faktor, die automatische Rotation und den Wirbelringzustand. Immerhin sind Propeller und Rotoren Tragflächen mit Sehnenlinien und Anstellwinkeln.

Sie gehen davon aus, dass sich die Flugbahn des Flugzeugs mit der Fluglage ändert. Ihre blauen Pfeile repräsentieren alle den relativen Wind, wenn die Akkordlinien des Flugzeugprofils relativ parallel zu seiner Flugbahn waren. Das gilt nur im ersten Diagramm. Im zweiten und dritten Diagramm verläuft die Sehnenlinie des Tragflügels nicht parallel zur Flugbahn. Die Flugbahn in allen drei Diagrammen verläuft von links nach rechts parallel zum oberen und unteren Rand der Seite.

Im ersten Diagramm fliegt das Tragflächenprofil in den relativen Wind, der durch die Bewegung des Flugzeugs durch die Luftmasse erzeugt wird. Im zweiten und dritten Diagramm hat sich die Flugbahn des Flugzeugs nicht geändert. Die Position des Tragflügels im relativen Wind hat sich geändert. Dies könnte durch eine plötzliche Änderung der Einstellung verursacht werden. Die Flugbahn des Flugzeugs würde sich nicht ändern, bis Aerodynamik und Kraftwerksschub den Schwung des Flugzeugs überwinden. Dies könnte auch durch die Verringerung der Leistung verursacht werden, die eine Erhöhung der Neigung der Nase erforderlich macht, um einen ebenen Flug aufrechtzuerhalten. Wenn Sie beispielsweise das Steuerjoch abrupt und heftig zurückziehen, ändert sich Ihre Einstellung, bevor sich Ihre Flugbahn ändert. Wenn Sie einen geraden und ebenen Langsamflug machen, fliegen Sie mit Ihrer Nase in einer ungewöhnlich hohen Fluglage.

Um Ihr Beispiel für Kampfflugzeuge und akrobatische Flugzeuge zu verwenden, schauen wir uns einige Beispiele aus der Praxis an . Wenn Sie jemals beobachten, wie ein Kampfflugzeug die Tonhöhe schnell ändert, werden Sie feststellen, dass sich Nebel oder Wolken direkt hinter der Vorderkante des Flügels bilden. Diese sichtbare Feuchtigkeit ist nicht sichtbar, wenn das Flugzeug im beschleunigten Flug gerade und eben fliegt. Es passiert nur, wenn das Flugzeug plötzlich seine Fluglage ändert. Egal wie es aussieht, die Änderung der Flugbahn des Flugzeugs ist nicht so abrupt wie die Änderung der Fluglage. Bei einer abrupten Neigung nach oben ändert sich der Anstellwinkel abrupt, bis sich die Flugbahn des Flugzeugs wieder an die neue Fluglage anpasst.

Machen Sie den Boden oder den Horizont nicht zu Ihrem Bezugsrahmen Relativer Wind. Verwenden Sie nicht einmal die Flugrichtung basierend auf der Längsachse des Flugzeugs. Machen Sie Ihren Referenzrahmen zum Flugweg der Sehnenlinie des Tragflügels durch die Luftmasse. Die Art und Weise, wie die Luftmasse trifft oder die Luftmoleküle mit dem Tragflügel / den Flügeln interagieren, bestimmt den Angriffswinkel.

Relativer Wind ist unabhängig von seiner Fluglage dem dreidimensionalen Flugweg oder der Flugbahn des Flugzeugs entgegengesetzt. Wenn der Flugweg des Flugzeugs gerade nach oben ist, ist gerade nach unten die Richtung seines relativen Windes. Sie können denselben Punkt auf ein Bankflugzeug extrapolieren. Relativer Wind wird als horizontal dargestellt, um die Bildsprache eines komplexen Motivs zu vereinfachen. Es ähnelt der Tatsache, dass die meisten Karten und Schnitte mit Nord oben gedruckt werden, unabhängig davon, in welche Richtung Sie tatsächlich blicken. Wenn Sie verwirrt sind, drehen Sie das Papier einfach, um es richtig auszurichten.

Versuchen Sie dies mit Ihren Diagrammen, wobei Ihre blauen Linien entfernt sind. Wenn Sie im unbeschleunigten Flug gerade und eben fliegen, zeigt das erste Diagramm Ihren Angriffswinkel. Wenn Sie die Leistung reduzieren würden, um Ihre Fluggeschwindigkeit zu verlangsamen, während Sie die gleiche Fluglage beibehalten, würden Sie beginnen, in der Höhe abzusteigen. Das zweite Diagramm würde dies darstellen, wenn Sie es drehen, um die Tragflächen-Sehnenlinie parallel zu Ihrem Referenzrahmen (dem tatsächlichen Boden) in Ihrem Gesichtsfeld zu halten. Wenn Sie die Leistung unter Beibehaltung der gleichen Einstellung in den Leerlauf bringen würden, würden Sie mit einer schnelleren vertikalen Geschwindigkeit absteigen. Das dritte Diagramm würde dies darstellen, wenn Sie es so drehen würden, dass die Tragflächen-Sehnenlinie in Ihrem Gesichtsfeld parallel zu Ihrem Referenzrahmen (dem tatsächlichen Boden) bleibt.

Um dies anhand des Bezugsrahmens der Luftmasse zu verstehen, stellen Sie sich als menschlich geformtes Luftmolekül vor, das entweder stationär ist oder sich mit einer anderen Geschwindigkeit oder Richtung als das Tragflächenprofil bewegt. Ihre Füße zeigen zur Erde und Ihr Kopf zum Himmel. Wenn das Tragflächenprofil aus dem vorherigen Absatz Sie im Horizontalflug wie in Abbildung 1 trifft, trifft Sie die Vorderkante direkt im Darm. Wenn das Tragflächenprofil Sie während eines Abstiegs oder eines Fluges mit Nasenhöhe mit einer langsameren Fluggeschwindigkeit wie in Abbildung 2 treffen würde, würde Sie die Unterseite des Tragflügels in die Stirn treffen. Wenn Sie die Sinkgeschwindigkeit erhöhen, während Sie eine ebene Haltung beibehalten, oder die Steigung der Nase im geraden und ebenen langsamen Flug wie in Abbildung 3 erhöhen, trifft Sie mehr von der Unterseite des Tragflügels auf der Oberseite Ihres Kopfes.

Jetzt begann ich zu verstehen, dass der Anstellwinkel nicht immer die Flugbahn ist. Ich dachte, das Flugzeug sollte überall dort hingehen, wo seine Nase zeigt. Aber anscheinend passiert es nicht, wenn die Schubkraft nicht ausreicht, um aufzusteigen, dann fliegt das Flugzeug in einem Engel relativ zum kommenden Wind vorwärts. Also nochmal eine verrückte Frage in meinem Kopf. Wie wäre die Richtung des relativen Windes, wenn ein Flugzeug seine Nase hebt und mehr Schub zum Aufstieg gibt? Wäre der relative Wind dann parallel zum Tragflächenprofil?
@S.M.Nawaz - Schließen. Der relative Wind ** ist ** immer ungefähr die Flugbahn des Tragflügels, die fast der Flugbahn des Flugzeugs entspricht. Die Flugbahn relativ zur Luftmasse ** ist nicht immer ** die Richtung, in die die Nase des Flugzeugs zeigt. Die Flugbahn des Flugzeugs hängt von der Lageregelung ** sowie der ** Leistung ab, die in Triebwerksschub und / oder Fluggeschwindigkeit gemessen wird (Sie benötigen mindestens eine, wenn nicht beide). Denken Sie daran, ** Lift ** lässt ein Flugzeug steigen, sinken oder in konstanter Höhe bleiben. Der Aufzug überwindet die Schwerkraft. Der Schub überwindet den Widerstand unabhängig von der Einstellung.
Nur bei einer ** extremen ** Bugneigung trägt der Motorschub genug zur Überwindung der Schwerkraft bei, sodass der Auftrieb kein Faktor ist. Wenn sich die Fluggeschwindigkeit verlangsamt (was bei der Neigung der Nase der Fall sein wird), nimmt der Auftrieb ab. Keine Fluggeschwindigkeit, kein Auftrieb. Der Auftrieb verläuft immer senkrecht zur Tragflächen-Sehnenlinie. Bei ausreichender Fluggeschwindigkeit können Sie jedoch auch ohne Schub als Kraft weiter klettern. Der Anstellwinkel ist die Differenz zwischen der relativen Flugbahn durch die Luftmasse des Tragflügels und der Sehnenlinie des Tragflügels. Es ist nicht unbedingt auf Schub angewiesen. Denken Sie an ein Segelflugzeug.
Während des langsamen Fluges ist Ihre Tonhöhe hoch. Sie können aufsteigen, absteigen, in konstanter Höhe bleiben oder sich wenden. Unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeitsschwelle und unter einer bestimmten Leistungseinstellung wird die Höhe durch die Leistung gesteuert. Die Fluggeschwindigkeit wird durch die Steigung gesteuert. „Pitch für Fluggeschwindigkeit. Kraft für die Höhe. “ ist ein Pilot-Mantra beim Fliegen auf der Rückseite der Leistungskurve. Auf der Vorderseite lässt das Flugzeug steigen, wenn die Tonhöhe in eine Haltung mit der Nase nach oben geändert wird. Der relative Wind richtet sich bei ausreichender Fluggeschwindigkeit und / oder Leistung sogar mit der Tragflächen-Sehnenlinie aus. Aber Sie werden schnell anfangen, Fluggeschwindigkeit zu verlieren.
Radu094
2020-08-23 13:11:10 UTC
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Es ist eine ziemliche Vereinfachung, aber ich kann niemanden sehen, der dies in den anderen Antworten anzeigt: Wenn Ihr Flugzeug nicht steigt oder sinkt (ebener Flug), ist Ihre Bewegung parallel zum Horizont und wird es auch sein der relative Wind (wenn auch in entgegengesetzter Richtung).

Wenn der Flügel (gut, Flugzeug) in einem Aufstieg war, sollte dieser blaue Pfeil tatsächlich ein wenig nach unten zeigen (abhängig von Ihrer Geschwindigkeit und Steiggeschwindigkeit , Google Flight Path Angle).

Wenn sich der Flügel in einem Abstieg befindet, hat der relative Wind tatsächlich eine leichte Aufwärtskomponente.

Dies würde nur passieren, wenn Sie den Horizont auswählen Ihr Bezugsrahmen (dh der Horizont ist immer horizontal und auf der X-Achse unseres Diagramms. Vertikal ist immer auf der Y-Achse). In der Praxis können Sie die Bewegungsrichtung als X-Achse und die Y-Achse als senkrecht zu dieser Bewegung festlegen. In diesem zweiten Fall ist der relative Wind immer "horizontal", da Sie sich so entschieden haben, die Achsen zu zeichnen.

Beachten Sie, dass im ersten Fall (Horizont ist X-Achse) der Flügel gedreht werden muss Es ist der richtige Nickwinkel, während im zweiten Fall (Flugbahn ist X-Achse) der Flügel nur von der Aoa gedreht wird. Zweitens ist ein bisschen einfacher. Und zweitens zeigen die meisten Grafiken



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