Pytanie:
Czy różnica między przednimi i rufowymi wartościami granicznymi środka ciężkości wskazuje na ogólną stateczność samolotu?
boulder_ruby
2016-08-25 03:03:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Studiując na Cessnie 162 Skycatcher POH, aby niedługo sprawdzić, czy mogę się odprawić, zauważyłem, że różnica między maksymalnym a minimalnym współczynnikiem CG wynosi zaledwie 2,5 cala między jednym a drugim.

Zaciekawiło mnie i spojrzałem w dwóch innych samolotach, w których trenuję, CSA / CZ SportCruiser i Cessna 172, i zauważyłem, że różnice między ich przednim / tylnym punktem środkowym wynoszą odpowiednio 6 "i 12".

Pod względem stabilności aerodynamicznej rzeczywiście oceniłbym Skycatchera (2,5-calowy mechanizm różnicowy CGfwd / CGaft) jako najmniej stabilny, a Skyhawk (12 cali) jako najbardziej stabilny. Czy istnieje związek między maksymalnymi różnicami CG do przodu / do tyłu a stopniem stabilności aerodynamicznej statku powietrznego?

Edytuj: Wciąż przeglądam odpowiedzi, kilkakrotnie wysłano je do encyklopedii w celu przestudiowania nowej terminologii, ale chcę tylko podkreślić, że SportCruiser (6 "diff) jest dramatycznie bardziej stabilny w powietrzu niż Skycatcher (2" diff). Oba te samoloty mają taką samą maksymalną masę startową, rozpiętość skrzydeł 30 stóp i długość 23 stóp. Więc może Cessna 172 mogłaby zostać zignorowana w celu odpowiedzi na pytanie.

Bardzo interesujące pytanie. Może warto znormalizować różnicę granic wewnątrz CG do czegoś innego, na przykład do całkowitej długości samolotu lub długości cięciwy. (Można by oczekiwać, że mniejsza płaszczyzna będzie miała mniejszą różnicę niż większa płaszczyzna przy tej samej charakterystyce stabilności).
@Peter, prawda. Inżynierowie zwykle wyrażają zakres środka ciężkości (jak również margines stabilności statycznej, tj. Odległość od środka ciężkości do środka aerodynamicznego i kilka innych charakterystyk) w postaci średniej cięciwy aerodynamicznej. Zatem zakres można określić jako, powiedzmy, 15–25% MAC. Ale MAC jest wartością teoretyczną, więc stała stacja i jednostki fizyczne są często wygodniejsze dla pilotów i personelu serwisowego.
Dwa odpowiedzi:
Zeus
2016-08-25 07:58:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Normalnie, wartość graniczna na rufie zależy od stateczności statycznej, podczas gdy limit do przodu zależy od zdolności sterowania steru wysokości (ale czasami stabilność dynamiczna: nadmierna stabilność statyczna może powodować oscylacje).

A więc wąski zakres środka ciężkości sugerowałby raczej, że ster wysokości i / lub zdolność trymowania nie są wystarczające, aby poradzić sobie z bardziej wysuniętym do przodu środkiem ciężkości.

Jednak w praktyce mogą istnieć inne powody ograniczania zasięgu. Przykładowo, po prostu niemożliwe może być załadowanie statku powietrznego (bez przekraczania limitów obciążenia stacji) w taki sposób, aby CG znalazło się poza zdefiniowanym zakresem. Myślę, że C152 jest blisko tego. Lub, powiedzmy, charakterystyka przeciągnięcia lub wirowania jest niezadowalająca, więc limit rufowy może być bardziej ograniczony niż to, co dyktuje normalna stabilność.

Nie trzeba dodawać, że sztuczne wzmocnienie stateczności (w tym FBW) może poszerzyć zakres środka ciężkości, przede wszystkim dzięki bardziej luźnemu ograniczeniu na rufie.

Rozwinięcie powodów to spodziewana użyteczność samolotu. 162 to mały trener z 2 siedzeniami obok siebie i ograniczoną przestrzenią bagażową. Po prostu nie można bardzo daleko przesunąć CG. OTOH Cessna 206 lub 210 z trzema rzędami siedzeń musi być w stanie pomieścić znacznie większe zróżnicowanie opcji załadunku - od 2 grubasów z przodu do sześcioosobowej rodziny z bagażem.
Możesz ulepszyć swoją odpowiedź, dodając rysunki i odniesienia, aby zilustrować i wzmocnić swoją odpowiedź; i dalsze czytanie.
Czy nie można oczekiwać, że statyczna stabilność statku powietrznego będzie decydować o położeniu środkowego zakresu dopuszczalnego środka ciężkości, przy czym zarówno przednie, jak i tylne limity są definiowane przez organ kontroli maksymalnego nachylenia statku powietrznego?
@Sean, no. Środek nie jest w rzeczywistości żadnym rodzajem równowagi ani optimum. Im dalej do tyłu znajduje się środek ciężkości, tym samolot jest mniej stabilny statycznie. Aby sterować statycznie niestabilnym statkiem powietrznym, potrzebne są niezwykle szybkie, czułe elementy sterujące (zwykle sterowane komputerami), ale niekoniecznie „mocne”. Jasne, w skrajnych przypadkach ponownie osiągniesz limit, ale nie będzie to spowodowane niewystarczającym momentem; raczej dlatego, że osiągnięcie limitu podróży pozbawia cię możliwości wprowadzenia dalszych dynamicznych poprawek, które są niezbędne do skompensowania niestabilności. Dotyczy to tylko naprawdę niestabilnej klimatyzacji.
Peter Kämpf
2016-08-25 21:32:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Aerodynamiczną stateczność statyczną kontroluje odległość między środkiem ciężkości a punktem neutralnym samolotu. Ograniczona c.g. zasięg nie ma nic wspólnego ze stabilnością jako taką. Każdy samolot staje się bardziej stabilny i cięższy na sterach, gdy środek ciężkości jest przesunięty do przodu.

Dwumiejscowe pojazdy o małej ładowności, jak to zwykle bywa w przypadku LSA, potrzebują mniej np. w odróżnieniu od czteromiejscowych, które powinny nadawać się do latania przy zajętych i niezajętych tylnych siedzeniach bez dodatkowego balastu. Myślę, że Cessna ograniczyła c.g. podróżują jeszcze bardziej, gdy wyleczyli Skycatchera z tendencji do płaskiego wirowania.

Aby uzyskać informacje o pozostałych efektach, przeczytaj odpowiedź Zeusa. Nie widzę tutaj potrzeby powielania jego treści.



ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...