Für einen bestimmten Satz von Konfigurationsparametern, CG, Gewicht, Leistung, G-Belastung, könnten Sie theoretisch die Stick-Position als Annäherungs-Stalling-Anzeige verwenden. Das Problem ist, dass der tatsächliche Standort mit all diesen Parametern variieren würde. Wenn Sie also ein Blockieranzeigegerät hätten, das die Stick-Position misst und anzeigt, müssten Sie die Kalibrierung ständig mit Leistungseinstellung, Klappenposition, G-Last und Gewicht ändern und Schwerpunkt.

Nehmen Sie also den Apparat, den Sie entwickelt haben, um unter den Boden zu gehen, um zu messen, wo sich der Stock befindet, und bewegen Sie ihn mit einer Schaufel, die hineingeblasen wird, zum Flügel den sauberen Luftstrom, lassen Sie das Ihren Indikator fahren, und voila! Sie müssen keine Konfigurationsvariablen anpassen und wissen jederzeit und in allen Flugregimen genau, wo Sie relativ zum Stall stehen.

Ich werde jedem ein wenig widersprechen und sagen, dass die Idee einen gewissen Wert hat.

Wenn wir das Problem mathematisch betrachten, unter perfekten Bedingungen (ruhige Luft, gerader und ebener Flug, konstante alles ), dann kann es nützlich sein, sich die Aufzugssteuerung als AoA-Steuerung vorzustellen. Viele Menschen, einschließlich Piloten, erkennen die starke Verbindung hier nicht. Zumindest zu Bildungszwecken können wir also Ja sagen.

Allerdings müssen wir auch unter solchen Bedingungen betonen, dass es sich nur um stationäre Bedingungen handelt , wenn sich alles wieder auf stetige / konstante Werte einstellt. Wenn Sie den Steuerknüppel bewegen (was Sie sehr schnell tun können), reagiert das Flugzeug nicht sofort (und auch nicht streng proportional). Es wird Übergangseffekte unterschiedlicher Komplexität geben, und ein Großteil der wissenschaftlichen Flugdynamik untersucht genau das. Trotzdem wird sich ein "gutes" stabiles Flugzeug auf etwas niederlassen (solange es Kapazität dafür hat, z. B. Leistung), und diese neue AoA wird die neue Steuerknüppelposition widerspiegeln.

Aus diesem Grund in der Praxis Es ist sinnvoller, sich vorzustellen, dass der Aufzug trimm die stationäre AoA steuert als der Aufzug selbst: Normalerweise verwenden wir die Trimmung für genau solche stabilen Bedingungen und den Aufzug für die „Dynamik“.

Natürlich gibt es in der Praxis, wie alle sagten, viel mehr Variablen (die tatsächlich variieren ), und ein geeigneter AoA-Sensor ist nicht so kompliziert. Sogar die Stick- / Trimmposition für eine bestimmte AoA im eingeschwungenen Zustand variiert je nach CG-Position, da für den gleichen Effekt ein unterschiedlicher Hub erforderlich ist. Trotzdem gibt es einige praktische Fälle, in denen die Stick-Position trotz eines AoA-Sensors einen vernünftigen Proxy für AoA darstellt.

Erstens ermöglicht der Stick das Trennen von absichtlichen AoA-Änderungen von zufälligen (z. B. aufgrund von Böen). Manchmal ist es wichtig. Zweitens kann es schneller sein (für absichtliche Änderungen): Der Stick zeigt die gewünschte AoA an, bevor eine tatsächlich erreicht wird. Diese beiden Dinge werden in mindestens einem mir bekannten Steuerungssystem verwendet: der Nasenkegelsteuerung von MiG-21bis.

Der Kegel muss bei höheren AoAs nach vorne bewegt werden, damit die Überschallstoßwelle nicht auftritt innerhalb des Einlasses. Sie möchten es jedoch nicht ständig mit jeder kleinen Böe bewegen. Gleichzeitig ist das Laufwerk nicht so schnell und Sie möchten es vorwegnehmen, bevor die gefährliche AoA erreicht ist. Daher wird die Steuerknüppelposition als Eingabe für dieses System in diesem Flugzeug anstelle der tatsächlichen AoA (die verfügbar ist) verwendet.

Die Dynamik des Flugzeugs hängt zwar mit dem Anstellwinkel und der Steuerknüppelposition zusammen, ist jedoch nicht eins zu eins miteinander verbunden. Es gibt komplexe Dynamiken. Einige Beispiele:

1. Sie können den Steuerknüppel nehmen und ihn mit langsamer Flugzeuggeschwindigkeit schnell bis zu den Haltestellen hin und her fahren, und die AOA des Flugzeugs verfolgt ihn nicht. Die Reaktion der AOA auf die Stick-Position erfolgt nicht sofort (bei langsamen Geschwindigkeiten).
2. Sie können den Stick reparieren und in Turbulenzen fliegen, und die AOA ist überall, während der Stick fixiert ist. Auch hier handelt es sich um eine dynamische Modellbeziehung zwischen Stick-Position und AOA.
3. Sie können die CG-Position durch Abbrennen von Kraftstoff verschieben, und die Beziehung zwischen Stick-Position und AOA ändert sich.
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Langewiesches "Stick and Rudder" betont die Idee, dass der Aufzug im Grunde genommen eine Anstellwinkelsteuerung ist und dass die Begrenzung der Achternbewegung des Steuerknüppels verhindert, dass der Flügel den Anstellwinkel des Stalles erreicht.

Aber hier ist ein grundlegendes Problem mit der Idee, den Steuerknüppel als Anstellwinkelindikator zu verwenden - er kann im nicht beschleunigten (nicht schleifenförmigen) Flug auf Flügelhöhe gut funktionieren, aber Im Wendeflug muss der Steuerknüppel oft VIEL WEITER positioniert werden, um den Flügel auf einen bestimmten Anstellwinkel einzustellen als im Flug auf Flügelhöhe.

Wenn beispielsweise ein Segelflugzeug thermalliert, ist dies der Steuerknüppel oft ziemlich weit achtern - an einer Position, die im Flug auf Flügelhöhe einen Stall erzeugen würde. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Schwerpunkt ziemlich weit vorne liegt.

Es gibt mehrere Segelflugzeuge (Beispiel: Slingsby Swallow), die im Interesse der Stallprävention für einen eher begrenzten Aufzugswurf ausgelegt sind, bei dem schwere Piloten Wenn Sie in der Nähe der Vorderkante der zulässigen CG-Hüllkurve fliegen, stellen Sie fest, dass in einer thermischen Drehung selbst wenn Sie den Steuerknüppel ganz nach hinten gegen den hinteren Anschlag legen, ein Anstellwinkel entsteht, der deutlich niedriger ist als der Anstellwinkel, der das Minimum ergibt Sinkgeschwindigkeit. Mit anderen Worten, sie müssen zu schnell fliegen. Auch wenn dieselben Piloten im Flug auf Flügelhöhe deutlich unter die Mindestgeschwindigkeit für die Sinkrate und möglicherweise sogar bis zum Stillstand verlangsamen könnten.

Es wurden mehrere fehlerhafte Erklärungen angeboten, warum dies so ist. Die Wahrheit ist, wenn sich die Flugbahn krümmt, krümmt sich auch der relative Wind. Oder anders ausgedrückt: Da sich das Flugzeug sowohl in Nick- als auch in Gierrichtung dreht und sich linear verschiebt, führt die Drehbewegung zu einem Unterschied in der Richtung des lokalen relativen Windes zwischen der Nase des Flugzeugs und dem Heck des Flugzeugs .

In einer mäßigen bis steilen Kurve im Referenzrahmen des Flugzeugs "steigt" die Nase ständig und das Heck "fällt" ständig ab, so dass der gekrümmte relative Wind dazu neigt, auf dem Flugzeug "hochzudrücken" Heck und erzeugen ein Drehmoment mit nach unten gerichteter Neigung, wobei der Flügel in einem niedrigeren Anstellwinkel platziert wird, als wir es bei der gleichen Steuerknüppelposition im Flug auf Flügelhöhe sehen würden.

Dies kann auch als beschrieben werden Ein "Pitch Dämpfung" -Effekt - Das Flugzeug hat einen inhärenten aerodynamischen Widerstand gegen Pitch-Rotation. Dieser aerodynamische Widerstand wird als Nose-Down-Pitch-Drehmoment ausgedrückt, das bewirkt, dass der Flügel in einem niedrigeren Anstellwinkel fliegt als wir siehe für die gleiche Aufzugsposition im Linearflug auf Flügelhöhe.

Diese Effekte sind bei langsam fliegenden Flugzeugen viel stärker ausgeprägt als bei schneller fliegenden Flugzeugen mit denselben linearen Abmessungen, da der Krümmungsradius einer Kurve umgekehrt proportional zum Quadrat der Fluggeschwindigkeit ist.

Wenn Ihnen dies alles etwas unplausibel erscheint, sollten Sie den Artikel "Den Holighaus-Weg umkreisen" lesen, der sich mit den Auswirkungen des gekrümmten relativen Windes in der Gierdimension (nicht der Steigung) befasst.

http://www.wisoar.org/Documents/Holighaus%20-%20Thermalling%20Efficiency.pdf

Beachten Sie auch, dass in einer Tonhöhe " phugoid ", entweder wenn der Aufzug frei schweben darf oder wenn der Aufzug fest in einer vollständig festen Position gehalten wird, kann es vorkommen, dass das Stallhorn ertönt, wenn sich die Flugbahn in der Nähe der Spitze jeder Schwingung nach unten biegt, aber leise ist wie die Der Flug ist nahe dem Boden jeder Schwingung nach oben gerichtet. Dies ist wiederum eine Manifestation der Art und Weise, wie die Krümmung in der Flugbahn und der relative Wind eine Zunahme oder Abnahme des Anstellwinkels des Flügels bewirken.

Die relative Stick-Position ist eine gute Anzeige für den Sitz der Hose, um zu wissen, wann Sie sich in der Nähe eines Stalls befinden. Das Stick-Gefühl ändert sich jedoch mit dem Trimmen und ist daher kein zuverlässiger Indikator für die Stick-Position. Ja, es gibt eine Korrelation zwischen den beiden, die nützlich sein kann, aber die Position allein sollte nicht als primäres Mittel zur Bestimmung der kritischen AOA verwendet werden. Außerdem ist Angle of Attack eine genaue Definition zugeordnet. Während die Stick-Position die AOA beeinflusst, entspricht sie nicht dieser Definition, sodass die beiden nicht verwechselt werden sollten.

Falsch.

Das Problem ist, dass es trotz aller Bestimmungen neben der Stick-Eingabe noch Dinge gibt, die die AoA beeinflussen können. Zum Beispiel haben Sie "normale CG" festgelegt, ohne genau zu definieren, was das bedeutet. Die meisten Piloten, die diesen Satz hören, würden annehmen, dass Sie "irgendwo zwischen der vorderen und hinteren Grenze" gemeint haben - d. H. Wo sich der CG "normal" befindet. Der Schwerpunkt kann jedoch innerhalb dieses Bereichs variieren, wodurch sich das Nickmoment des Flugzeugs und damit die Beziehung zwischen der Steuerknüppelposition und der AoA ändert.

Aber was ist, wenn wir festlegen, dass sich der Schwerpunkt an einem festen, bekannten Ort befindet? Es gibt immer noch das Problem der Fluggeschwindigkeit. Je mehr Luft durch den Aufzug strömt, desto mehr Kontrollbefugnis haben Sie, sodass dieselbe Eingabe eine größere AoA-Änderung bewirkt.

Aber was ist, wenn wir festlegen, dass die Fluggeschwindigkeit festgelegt wurde? Dann gibt es wahrscheinlich noch einige andere Faktoren, an die ich nicht sofort denken kann, die sich auch auf die AoA auswirken.

Aber was ist, wenn wir festlegen, dass all diese anderen Faktoren ebenfalls festgelegt sind? Dann haben Sie immer noch das Problem, dass die AoA aufgrund der Trägheit des Flugzeugs hinter der Steuerknüppelposition zurückbleibt. Das ändert Ihren theoretischen AoA-Indikator eher in einen AoA-Indikator, wenn Sie den Stick in letzter Zeit nicht bewegt haben.

Aber wenn Sie alle hinzufügen Wenn Sie diese anderen Bestimmungen einhalten und einen Weg finden, um die Verzögerung zu kompensieren, wird die Antwort auf Ihre Frage wahr: Sie können die Stick-Position verwenden, um die AoA zu berechnen.

Versuchen wir ein konkretes Beispiel. Angenommen, ich fliege gerade und eben mit einem Angriffswinkel von 3 °. Ich möchte klettern, also ziehe ich den Stock zurück. Was passiert mit der AoA? Alles was ich getan habe ist das Flugzeug zu drehen, ich habe die Flugrichtung (noch) nicht geändert, daher beginnt die AoA zu steigen. Durch Erhöhen der AoA wird der Auftrieb erhöht (solange Sie nicht ins Stocken geraten sind), sodass der Auftrieb jetzt größer als das Gewicht ist und das Flugzeug zu steigen beginnt. Dies ändert wiederum den Winkel des relativen Windes nach oben, bis er ein Gleichgewicht erreicht, das auf der Drehzahl des Flugzeugs basiert.

Die AoA wird durch aerodynamische Kräfte an diesem Gleichgewichtspunkt gehalten. Wenn die AoA unter diesen Punkt fällt, verliert das Flugzeug an Auftrieb, sodass der relative Wind nicht mit der Drehung des Flugzeugs mithalten kann, was die AoA erhöht. Wenn die AoA über diesen Punkt hinausgeht, erhält das Flugzeug zusätzlichen Auftrieb, sodass der relative Wind die Drehung des Flugzeugs einholt, wodurch die AoA verringert wird.

Aber alles Das Drehen der Ebene hat genau den gleichen Effekt. Nehmen wir an, ein großer Mann steht vom Vordersitz auf und geht nach hinten. Dies erzeugt ein rotierendes Moment, das versucht, das Flugzeug anzuheben. Wenn nichts unternommen wird, um dies auszugleichen, beginnt sich das Flugzeug zu drehen, was genau den gleichen Effekt wie das Ändern der AoA erzeugt und einen Anstieg verursacht, der den relativen Wind ändert, bis er seinen neuen Gleichgewichtspunkt findet.

Das Problem bei der Verwendung der Steuerknüppelposition als Blockieranzeige besteht darin, dass selbst wenn sich der Steuerknüppel in der Neutralstellung befindet und ich ihn nicht berühre, Sie möglicherweise einen Stall bekommen, wenn Sie nur auf die Trimmung einwirken. Es gibt verschiedene Lösungen, um ein Abwürgen zu verhindern. Zusätzlich zur Stall-Warnung besteht die Boeing-Philosophie bei B777 darin, die Stick-Last zu modifizieren. Auch Airbus hat eine Lösung, mit der der Steuerknüppel anstelle einer proportionalen Auslenkung des Aufzugs eine Lastfaktorreihenfolge angibt, die begrenzt wird, wenn Sie sich der kritischen AOA nähern. Die kritische AOA hängt von der Konfiguration ab, bei der es sich um Klappen und Lamellen handelt usw. Durch diese Technik führt ein vollständiges Ziehen des Stocks nicht zum Abwürgen. Airbus verwendet 3 AOA-Sensoren, um einen fehlerhaften Sensor zu isolieren.

FALSE

Dies ist tatsächlich eine sehr gefährliche Annahme. Erstens gibt es eine Beziehung zwischen Schwerpunkt und Höhenruder, die aus Papierflugzeugen und einfachen Balsa-Segelflugzeugen gelernt werden kann. Das Erlernen der Grundlagen des Fluges ohne Antrieb ist wichtig, um die AOA und das Abwürgen zu verstehen und um zu erkennen, wie wichtig es ist, sich innerhalb der CG-Grenzen zu befinden.

AOA hängt von der Beziehung zwischen Clift, CG und Pitch (Stockposition UND) ab trimmen) und Fluggeschwindigkeit. Ein Flugzeug, das konstruktionsbedingt mit Vorwärts-Schwerpunkt und Aufzug eingerichtet ist, erhöht seine AOA mit zu hoher Geschwindigkeit und senkt sie, wenn die Geschwindigkeit durch Klettern und erhöhten Luftwiderstand abnimmt.

Wenn das Flugzeug steigt, ändert sich auch der relative Wind am Heck, wodurch die Nase noch höher angehoben wird. Der Vorwärts-Schwerpunkt und die verringerte Fluggeschwindigkeit verringern jedoch den Pitch-Up-Effekt. Schließlich hört das Flugzeug auf zu klettern und der relative Wind ändert sich wieder am Heck, wodurch die Nase beim Sinken nach unten gedrückt wird.

Bewegen Sie nun das Gewicht für dieselbe Aufzugseinstellung über die Achtern-CG-Grenze hinaus zurück. Wie das Flugzeug klettert und verlangsamt sich, die Nase steigt weiter. Die AOA steigt bis zum Stillstand an. Bei Modellen führt dies zu einem reibungslosen Flug, da das Flugzeug den Gesetzen der Physik folgt: Eine höhere AOA mit zunehmendem Auftrieb hebt die niedrigere Geschwindigkeit ab und verringert den Auftrieb bis zum Stillstand, wo es abrupt abfällt.

Fluggeschwindigkeit ist also das, was Sie im Auge behalten müssen. Bei einer konstanten Fluggeschwindigkeit ergibt eine bestimmte Tonhöheneinstellung eine bestimmte AOA unter der Annahme, dass sich der relative Wind nicht ändert (siehe Quiet Flyers-Beschreibung der Thermik).

Zu viele Faktoren beim realen Fliegen, um die Steuerknüppelposition über einen allgemeinen Wert hinaus nützlich zu machen Annäherung.