Stabilność spiralna
Stabilność spirala jest zdolność samolotu do skorygowania sobie defekt lub nadmiar zakrętach pochylenia. Nie jest to stabilność przechyłu , ponieważ nie można analizować ruchów przechyłu bez uwzględnienia skutków odchylenia. Anglosasi używają terminu „stabilność boczna / kierunkowa”.
Połączone zachowanie przechyłowo-odchylające opisywane jest różnymi kryteriami: przechyłem indukowanym , odchyleniem wstecznym , przechyłem holenderskim i trybem spiralnym.
Tryb spiralny
Tryb spiralny może być rozbieżny lub zbieżny. Pojawia się, gdy się rozchodzi, jako progresywne zaangażowanie w zakręcie bez żadnego działania na powierzchniach sterujących (niestabilność spiralna);
I odwrotnie, jeśli zbiega się, przywraca początkowo zakłócony samolot z powrotem do lotu poziomego (stabilność spiralna). Tryb spiralny jest zawsze wolny; jego rozbieżność nie przeszkadza w pilotowaniu.
Stabilność spiralna
Jest to zdolność samolotu do samodzielnego naprawienia usterki lub nadmiernego przechylenia w zakręcie.
- Jeśli samolot jest zbyt pochylony, przesunie się na boki w kierunku wnętrza zakrętu,
- Jeśli samolot nie jest wystarczająco przechylony, będzie ślizgał się w bok na zewnątrz zakrętu.
W przypadku poślizgu:
- jeśli efekt dwuścienny przeważa nad stabilnością przy odchyleniu, samolot wyprostuje się (jego nachylenie spadnie): stabilność spirali jest dodatnia
- jeżeli efekt dwuścienny jest niewystarczający, samolot pod wpływem dryfu (ruch zbaczania) skręci w kierunku wewnętrznej strony zakrętu; pod wpływem przechylenia wywołanego odchyleniem będzie przechylał się bardziej przechylony i przodem w dół: jest to „zakręt zaangażowany”. Musisz odłożyć skrzydła z powrotem na płasko, a następnie przygotować zasoby.
Wartość efektywnej dwuściennej zależy od:
- wysokość położenia skrzydła na kadłubie,
- strzała skrzydeł,
- poprzeczne podnoszenie kadłuba i płetwy.
Wpływ bocznego unoszenia kadłuba
Połączenie niskiego lub braku skutecznego dwuściennego i braku kadłuba (wczesne lotnictwo) może prowadzić do dużej niestabilności spiralnej. Jeśli dron jest przechylony zbyt mocno w zakręcie, przesunie się na boki do wewnątrz zakrętu, a dryf spowoduje, że skręci do wewnątrz zakrętu. Zwolnionym latający Bracia Wright samoloty były podatne na odwrotnej odchylenia (który po raz pierwszy doświadczył i opisany w 1901 roku); nie mogli przeciwdziałać przechyleniu wywołanemu odchyleniem i wyprostować samolotu, jeśli leciał zbyt wolno. Aby naprawić tę wadę, która pojawiła się w ich szybowcu z 1902 roku , wyeliminowali ujemną dwuścienną część skrzydeł i dodali małe pionowe powierzchnie z przodu swojego Flyera pod koniec 1905 roku.
Obliczanie stabilności spirali
Siły sprzyjające stabilności to:
- Współczynnik momentu toczącego wynikający z odchylenia Cl b (przechylenie wywołane odchyleniem lub efektywną dwuścienną)
- współczynnik momentu odchylającego wynikający z prędkości kątowej Cn r (tłumienie odchylenia)
Siły sprzyjające niestabilności to:
- współczynnik toczącego się momentu wynikający z prędkości zbaczania Cl r (przechylenie wywołane przez prędkość kątową)
- współczynnik momentu odchylającego wynikający z odchylenia Cn b (stabilność odchylenia)
Stabilność trybu spiralnego uzyskuje się, gdy: Cl b. Cnr> Cl r. Cn b
Bibliografia
-
„Mechanika lotu”, R. Gougnot http://aerodynamique.chez.com/word/mecaduvol.pdf
-
Hoerner, Fluid dynamics , Spiral Stability: "Statek powietrzny będzie generalnie stabilny w trybie spiralnym, gdy ma wysoką efektywną dwuścienną (Clb) w porównaniu ze stabilnością kierunkową (Cnb)"
-
Wilbur Wright napisał kilka razy „Nie można zatrzymać skrętu” w 1904 i 1905 roku. Źródło: AIAA 2001-3385 Bracia Wright, Flight Dynamics
-
Zakwalifikowany jako „niebezpieczny” przez Orville'a Wrighta, ponieważ początkowo był wyposażony w stałą tylną płetwę, która uwydatniła problem
-
Mechanika lotu , R. Gougnot i Spiral Stability , forum AVL, post 1082, Mark Drela
Zobacz też