Question:
Pouvez-vous piloter un avion à un angle de roulis de 90 ° sans perdre d'altitude?
yippy_yay
2015-02-04 15:07:49 UTC
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J'ai vu cette réponse à la question sur le vol à l'envers, mais incliné de 90 °, il ne devrait y avoir aucune surface créant de la portance (sauf peut-être le stabilisateur vertical).

La verticale crée une force d'appui importante en vol en lame de couteau, de sorte que le reste de la cellule doit créer encore plus de portance que ce qui est nécessaire pour supporter son poids.
Non, mais vous pouvez le faire voler à un angle de roulis de 270 °. / Se montre la porte ...
Avec la bonne taille de moteur, tout peut voler
En effet. Tout ce qui est nécessaire est un TWR max> = 1.
le lien vidéo ne fonctionne pas
Sept réponses:
Peter Kämpf
2015-02-04 16:38:19 UTC
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Cela dépend. Comme toujours. Si la poussée est suffisamment élevée, pourquoi pas?

Le vol au couteau fait régulièrement partie des performances acrobatiques et le fuselage produit presque * tous les nécessaire ascenseur. Cela nécessite

  • Assez de vitesse,
  • Un faible rapport entre la masse de l'avion et la zone latérale du fuselage, et
  • Une déviation du gouvernail suffisante pour compenser l'avion dans un angle de dérive suffisamment élevé.

Pour le vol horizontal, votre poussée installée doit être suffisante pour compenser la traînée élevée dans cette assiette. Cela ne devrait pas poser de problème avec les avions à hélices puissantes si leur système de carburant les maintient alimentés à cette attitude. Les jets doivent s'assurer que l'angle de dérapage peut être toléré par l'admission.

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La fumée de l'échappement indique que ce biplan vole horizontalement. Oui, c'est un gros modèle réduit d'avion (pas de transport d'homme, mais presque assez grand pour cela). Mais les lois de la physique ne changent pas avec l'échelle. Pour voir un exemple d'avion de taille normale faisant un tranchant en couteau, regardez cette vidéo. Merci à @romkyns de me l'avoir signalé!

Notez la déviation du gouvernail pour le maintenir à cet angle de dérapage. La direction est contrôlée avec l'ascenseur. À ce taux de dérapage, la poussée de l'hélice contribue également à la portance globale, cependant, la verticale ajoute une force d'appui substantielle afin de compenser l'avion et le fuselage doit fournir la portance restante.

* Cela signifie presque que l'hélice supportera une partie du poids, mais le grand appui vertical doit également être compensé. En somme, la portance apportée par le fuselage est très proche du poids de l'avion.

C'est un avion sans pilote à grande échelle sur la photo. Il fonctionne comme un avion à grande échelle mais a moins de poids. Cet avion particulier a assez de puissance pour planer sur l'hélice. Je les vole régulièrement, et vous pouvez soutenir le couteau pendant tout le vol, mais l'hélice assure la portance totale, le fusible et les ailes ne le font vraiment pas.
@Jasmine: non, c'est un [vrai avion] (http://www.prometheusbiplane.com/) piloté par un vrai humain.
http://www.flyinggiants.com/ est un site Web d'aéromodélisme (j'en suis membre - jasmine2501). Parfois, ils y publient des photos à grande échelle, mais les grands avions que nous pilotons ces jours-ci ne peuvent pas vraiment être distingués des versions à grande échelle sur le seul aspect. Cela pourrait très bien être un modèle de l'avion de Skip. Le point est toujours le même - sur des avions comme celui-ci, le moteur fournit toute la portance et le fuselage n'est relativement pas impliqué.
@Jasmine Voici une photo du site Web de Skip Stewart de son avion dans la même attitude: http://www.prometheusbiplane.com/wp-content/uploads/2014/07/Scott_Slocum_Ribbincur_SNF102.jpg
@Jasmine: La remarque sur l'hélice créant la portance est correcte, je l'ai ajoutée à ma réponse. Mais sans la portance du fuselage, l'avion ne pourrait pas garder cette attitude.
Que voulez-vous dire? Le fusible ne contribue vraiment pas lorsque nous faisons les manœuvres alpha élevé avec des trucs RC. Vous pouvez voir que dans leur conception - les meilleurs modèles n'ont presque pas de fuselage du tout, pour améliorer la circulation de l'air sur les surfaces en alpha élevé. Lorsque vous survolez l'avion, la seule vitesse que vous atteignez sur les surfaces provient du lavage des hélices. C'est une façon bizarre de voler mais ça marche.
Si vous souhaitez inclure cela dans votre réponse, j'ai trouvé une [vidéo d'un biplan grandeur nature exécutant un tranchant parfait] (https://www.youtube.com/watch?v=1gvUYLA0ucQ). Je pense que cela montre que c'est beaucoup mieux possible que toute autre chose.
@romkyns Malheureusement, ce lien est maintenant rompu. Avez-vous connaissance d'un lien toujours actif vers cette vidéo?
Je ne sais pas si c'est la même vidéo ou non, mais [cette vidéo] (https://youtu.be/C3DQ9rcLBXE) montre Stewart en vol à ras bord (avec plusieurs autres choses).
le lien vidéo ne fonctionne pas
@PeterKämpf, fascinant et j'apprécie que l'engin "vole" horizontalement (le vecteur de mouvement est horizontal - voir fumée). Dans l'autre question que je posais sur l'avion "étant" horizontal pendant le vol (à 90 ° de roulis)
re "Jasmine: non, c'est un vrai avion piloté par un vrai humain." - Les aviateurs rc sont aussi de vrais humains!
@Fattie Merci de m'avoir fait savoir. YouTube est une plate-forme médiocre vers laquelle établir des liens. J'ai remplacé le maillon par celui d'un F-16 faisant une passe en lame de couteau. La plupart des vidéos montrent des avions modèles et de nombreuses vidéos de spectacles aériens ont un travail de caméra très amateur, il est donc difficile de trouver un remplaçant décent.
falstro
2015-02-04 15:31:03 UTC
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Avions réguliers, non. Ils dépendent de la portance produite par les ailes et le fuselage pour rester en vol. Aucun avion à ma connaissance ne peut produire suffisamment de portance avec son composant incliné à 90 °.

Tout cela suppose des avions «normaux». Si vous avez suffisamment de poussée, rien ne vous oblige à dépendre des ailes pour la portance, et si votre poussée est dirigée au moins un peu vers le bas, produisant suffisamment de composante verticale pour vous empêcher de descendre, peu importe la direction d'autre pointe. L'exemple extrême de ceci est bien sûr les fusées spatiales.

Si vous volez assez vite et avec le nez assez haut, presque n'importe quel fuselage d'avion produirait suffisamment de portance pour maintenir le vol en palier ... en supposant qu'il ne se brise pas en premier. Comme le souligne la réponse de Peter, cette manœuvre est effectuée couramment dans les avions acrobatiques. La composante descendante de la poussée aide, mais elle n'est pas suffisante à elle seule pour maintenir le vol en palier dans la plupart des avions (les chasseurs à réaction ont généralement des rapports poussée / poids> 1, mais la plupart des autres avions ne le font pas.)
hmakholm left over Monica
2015-02-04 16:43:02 UTC
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Cela se produit (pendant plusieurs secondes à la fois) dans le cadre de la manœuvre acrobatique de "roulis d'hésitation".

Cela dépend du fuselage seul pour la portance (au-delà de la composante verticale de la poussée), donc le nez doit pointer vers le ciel et le gouvernail est utilisé pour maintenir cette attitude. Parce que les fuselages ont un L / D plutôt lugubre, il faudra une poussée suffisante, ou saigner beaucoup de vitesse.

Eh bien, ce n'est pas tout à fait le fuselage seul, n'est-ce pas? Une partie de la portance ne provient-elle pas également de la poussée (c'est-à-dire sin (pitch) * poussée)? Le fuselage en fournit la grande majorité dans la plupart des situations, cependant.
@reirab: Vous avez raison, et le stabilisateur vertical en contribue également, à moins qu'il ne doive être tué par le gouvernail (ce qui dépendrait de l'emplacement du centre aérodynamique du fuselage en dérapage par rapport au CoG).
Waked
2015-02-05 04:25:05 UTC
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Pendant le vol "normal" avec les ailes au niveau, la quantité de portance générée variera avec l'angle d'attaque des ailes (alpha). Dans l’enveloppe de vol normale de l’avion, la relation entre la portance et l’alpha sera presque linéaire.

Dans une situation idéale, avec une voilure symétrique et sans tenir compte des effets de fuselage / sillage, à zéro degré alpha, pas de portance sera généré.

L'angle de dérapage de l'avion est normalement appelé beta. En vol normal en ligne droite et en palier, il est proche de zéro, car aucune portance latérale n'est souhaitée.

Si vous faites rouler l'avion de 90 degrés et le maintenez, vous pouvez avec un alpha proche de zéro et un angle bêta suffisamment élevé générer une portance latérale suffisante (maintenant dirigée vers le ciel) pour maintenir le vol en palier, si la forme et la taille du fuselage le permettent. (Il s'agit de la manœuvre tranchante illustrée par l'image de la réponse de Peter Kämpfs).

Des avions de voltige peuvent être conçus pour cela. Certains aéronefs pourront peut-être maintenir momentanément l'altitude en lame de couteau, mais ne pourront pas maintenir la vitesse relativement élevée requise pour ce faire et finiront par commencer à descendre.

Hanky Panky
2015-02-04 23:29:28 UTC
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Nous faisons cela tout le temps avec nos avions radiocommandés. C'est ce qu'on appelle une manœuvre du couteau. Le maintien de l'altitude est facile à condition que vous ayez suffisamment de puissance et de surface de gouvernail, mais le maintien d'une ligne droite (avec profondeur) est généralement très difficile.

Cependant, tous les avions radiocommandés ne peuvent pas le faire. Habituellement, les avions avec une petite déviation du gouvernail ne peuvent pas maintenir l'altitude si leur surface est petite. Les voltigeurs peuvent le faire toute la journée. En fait, une manière élégante de sortir de cette manœuvre est de monter à la fin dans la même orientation.

Au cours de cette manœuvre, le nez de l'avion sera toujours un peu plus haut (donc dans un pas) up attitude) que la queue. Je ne vois personne le faire sans se lever tout en maintenant l'altitude.

"Je ne vois personne le faire sans se lever et maintenir l'altitude." C'est parce que, au moins pour les conceptions d'aéronefs normaux, ce n'est pas possible. Puisque vous utilisez la combinaison de la poussée et de la portance depuis le fuselage pour maintenir l'altitude, ces deux choses nécessitent une assiette à cabrer pour un avion volant à un angle d'inclinaison de 90 degrés. La portance nette du fuselage et la portance de la poussée seront nulles si vous volez au niveau du nez et à 0 AoA. Bien sûr, une fois que vous commencez à descendre, votre AoA n'est plus nulle, mais vous ne maintenez évidemment pas non plus l'altitude.
exUSAATController
2015-02-06 11:36:03 UTC
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Pas vraiment compliqué. Tout dépend si la cellule spécifique est conçue pour de telles manœuvres et si la centrale est suffisamment robuste pour un fonctionnement soutenu dans ce mode de vol. BEAUCOUP d'aéronefs peuvent soutenir le vol en vol horizontal avec les ailes à 90 degrés par rapport au sol. Les Blue Angels de la Marine et les Thunderbirds de l'US Air Force le font quotidiennement lors de leurs spectacles aériens. Le déplacement d'un profil aérodynamique à 90 degrés, 180 degrés, 270 degrés ou même 360 ​​degrés (roulis en barillet) s'effectue à travers les ailerons des ailes. La plupart des avions capables de manœuvres acrobatiques ont des volets compensateurs sur les ailerons, le gouvernail et la profondeur pour aider à prolonger ces manœuvres. Bien que la plupart des avions légers n'aient pas de volets compensateurs sur le gouvernail et la profondeur.

J'ai vu un Pilatus Porter (Fairchild) décoller presque verticalement avec moins de 40 pieds de roulis au sol. Certes, il a été dépouillé et suralimenté, mais il a fonctionné comme annoncé. Je pense qu'il y avait une vidéo de type Youtube à ce sujet quelque part à un moment donné. La démonstration a été réalisée par l'armée américaine dans les années 1970.

Bonjour exUSAATController, bienvenue chez Aviation.SE. Veuillez ne pas utiliser la boîte de réponse pour les questions de suivi. Au lieu de cela, vous pouvez créer une nouvelle question et y faire référence à cette question.
BAR
2015-02-05 20:09:58 UTC
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Uniquement s'il y a une composante de vecteur de force pointant vers le haut.

Les modèles d'avions ont tendance à avoir un grand gouvernail qui fournit de la portance lorsqu'il est tourné à 90 degrés. Les avions de combat ont des buses vectorielles qui peuvent tourner pour fournir une portance dans une manœuvre à 90 degrés.

La plupart des avions de passagers ne peuvent pas effectuer de telles manœuvres.

Je ne suis pas sûr de votre commentaire sur Jets. Si vous voulez dire "vecteur de poussée", très peu de chasseurs l'ont, et il est seulement capable de créer des moments de lacet, pas 90 degrés à gauche. Et si vous voulez dire les buses de levage sur un Harrier, elles ne peuvent pas non plus être suffisamment tournées pour soulever un busard à 90 degrés et, même si elles le pouvaient, elles ne sont que d'un côté de l'engin, de sorte que l'engin tomberait. Les chasseurs utilisent le côté de l'engin pour créer le moment de portance pour un vol soutenu à 90 degrés. Vérifiez la réponse principale pour des clarifications ...
Le lacet en vol en palier devient un tangage en vol à 90 degrés. Ne soyons pas trop techniques avec ce qui a et n'a pas de vecteur de poussée. Le point est «Ce n'est que s'il y a une composante de vecteur de force pointant vers le haut» qu'un aéronef maintiendra un vol à 90 degrés.
C'est suffisant. Mon seul point était que la vectorisation de la poussée ne peut pas être dirigée vers le bas pour créer de la portance. Lorsqu'un avion est de son côté, la vectorisation de la poussée peut être utilisée pour garder le nez relevé, mais le corps est toujours ce qui crée la portance.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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