Question:
Pourquoi le B-52 décolle-t-il sans tourner?
TomMcW
2015-10-05 11:58:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dans la réponse à cette question, il est noté que le B-52 décolle sans tourner et monte en piqué. Pourquoi a-t-il été conçu de cette façon?

pour autant que je sache, le B52 utilise l'effet de sol et la configuration du train de roulement ne permet pas la rotation. si c'était le cas, le pilote devrait (evan pendant un moment) être sur un train de roues
@chaos505: est-il un ELI5 sur la rotation?
+1 pour avoir posé une question que j'étais trop ignorant pour même réaliser que c'était une chose.
Regardez cette vidéo, https://youtu.be/CCfJmuk-des Beaucoup de B52 tournant au décollage. La roue avant se détache en premier, puis le premier jeu de roues, puis le second. Comparez le décollage à un B29 https://youtu.be/rcvDQXMh-DM. Attitudes assez similaires. Donc dire qu'ils ne tournent pas est faux. Evidemment, pas la même chose qu'un Galaxy C5 https://youtu.be/eCC6ZbZvG8I mais ils ont des missions complètement différentes.
@JScarry Oui, la plupart d'entre eux ont une très légère rotation, mais rien de ce que vous voyez dans d'autres avions. Consultez [cet article] (https://www.dailykos.com/stories/2012/12/13/1169386/-Flying-the-B-52-Part-2) d'un pilote expliquant comment, au lieu de tourner , ils «décollent». Fondamentalement, ils le maintiennent aussi à niveau que possible, mais ils ne veulent pas de brouette. J'ai vu des vidéos où il n'y a pas de rotation perceptible. L'avant et l'arrière quittent le sol à peu près simultanément.
@JScarry: Le changement d'assiette en tangage provient de la trajectoire de montée et non de l'augmentation de la portance pour le décollage. Fondamentalement, l'avion passe d'une accélération horizontale à une combinaison de montée et d'accélération, la montée provoquant un changement d'assiette en tangage. Pas de rotation à voir ici - il suffit de regarder les ascenseurs qui ne bougent pas (ce qu'ils devraient faire pour commander une rotation).
Six réponses:
Peter Kämpf
2015-10-05 12:34:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La raison était de donner aux bombes un endroit proche du centre de gravité.

Balayage de l'aile (pour des nombres de Mach de croisière élevés) en combinaison avec un rapport hauteur / largeur élevé de l'aile (pour une faible traînée induite) ) ne permettait pas de placer le train d'atterrissage dans l'aile, il a donc dû être intégré dans le fuselage. Le train d'atterrissage principal doit normalement être proche du centre de gravité (légèrement en arrière pour un train de tricycle, légèrement en avant pour un traîneau arrière), mais cet espace était nécessaire pour l'énorme soute à bombes. Étant donné que les bombes seront larguées quelque part au cours d'une mission de bombardement, les larguer ne devrait pas perturber l'équilibre de l'avion, donc aucun compromis n'était possible.

B-52 cutaway drawing

Dessin en coupe du B-52 montrant les deux compartiments à bombes au centre du fuselage (image source)

Ce problème existait déjà lors du développement du 6-moteurs B-47 quelques années auparavant. Dans les deux modèles, deux paires de trains d'atterrissage ont été choisies, une paire à l'avant et une paire à l'arrière de la soute à bombes, et l'avion a perdu sa capacité de rotation pour le décollage. Grâce aux puissants volets de chasse, l'assiette en croisière et à vitesse lente pourrait être rendue identique. L'inconvénient est plus de traînée pendant la course au décollage, car l'aile produit plus de portance, mais cela pourrait être toléré dans un bombardier stratégique doté de capacités de ravitaillement en vol.

B-47 on approach with drag chute deployed

B-47 en approche avec train abaissé et chute de traînée déployée (image source). Notez les stabilisateurs entre la paire intérieure de moteurs - ceux-ci étaient nécessaires pour maintenir l'avion au niveau du sol.

B-52 in flight with gear down

B-52 in vol avec équipement descendu (image source). Ici, les engrenages avant et arrière du B-47 ont été remplacés par des paires d'engrenages pour répartir la charge sur huit roues et les stabilisateurs sont positionnés à l'extérieur de la paire de moteurs extérieurs, mais la configuration générale des engrenages est assez similaire.

Le bureau de design russe Myasishchyev a trouvé une solution différente pour son bombardier supersonique M-50 au milieu des années 50. Ils ont également dû placer la soute à bombes dans le fuselage central et le train principal devait être placé si loin en arrière que le M-50 ne pouvait pas être tourné de la manière habituelle avec l'ascenseur. Pour résoudre le problème, les ingénieurs ont conçu ce qu'ils ont appelé le «vélo au galop». Lorsque l'avion a atteint 300 km / h, le train avant s'est rapidement étendu pour le faire tourner à 10 °.

Myasishchyev M-50 with extended front gear strut

Myasishchyev M-50 avec jambe de force avant étendue (image source). Les deux portes ouvertes sous le cockpit étaient réservées au pilote et au navigateur: leurs sièges éjectables vers le bas étaient abaissés sur des câbles pour que l'équipage soit attaché au niveau du sol, puis se remettait en place.

Quand vous parlez de rotation, parlez-vous en termes de hauteur?
@DavidGrinberg: Oui. Il s'agit d'un [terme fixe décrivant le mouvement de tangage du niveau à l'assiette de vol] (http://aviation.stackexchange.com/questions/12892/how-much-lift-do-planes-produce-before-rotation) pendant la prise- de.
Pour info, le B-52 n'a qu'une seule soute à bombes. Vous pourriez également mentionner l'angle d'incidence relativement élevé. De plus, le B-52 tourne, mais pas au niveau auquel les gens sont habitués.
"Le balayage de l'aile (pour des nombres de Mach de croisière élevés) en combinaison avec un rapport hauteur / largeur élevé de l'aile (pour une faible traînée induite) a rendu impossible de placer le train d'atterrissage dans l'aile" - il en va de même pour tous les avions de ligne commerciaux, et _ils_ semblent pour gérer très bien avec un train d'atterrissage monté sur l'aile.
@Sean: Non, pas avec une aile haute, un rapport hauteur / largeur élevé (8,6) et un balayage d'aile (37 °) et aucune corde de fond augmentée. Un chargement facile et un volume suffisant pour les bombes proches du centre de gravité exigent une aile haute et ne laissent aucun espace pour le train d'atterrissage. Le pied de l'aile est trop en avant du centre de gravité, il n'y a donc tout simplement pas de place pour un engrenage conventionnel.
@PeterKämpf: Vous n'avez toujours pas expliqué comment tout cela empêche l'utilisation de trains d'atterrissage montés sur les ailes. En regardant votre première image, il semble qu'il devrait être possible de placer le train principal juste derrière le centre de gravité en le montant sur les ailes juste à l'intérieur des nacelles du moteur intérieur et juste en avant des volets.
@Sean: Oui, en théorie, un train d'atterrissage à cet endroit fonctionnerait. Seulement que pour la rétraction, il faudrait un grand volume que l'aile seule ne fournit pas, donc il y aurait un besoin de nacelles de type Tu-154. Ensuite, la masse d'un tel train d'atterrissage sur un avion à aile haute serait prohibitive. La solution choisie est beaucoup plus légère et le fait qu'elle nécessite des pistes plus longues a été jugée acceptable.
DarioP
2015-10-05 18:16:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

En plus de l'excellente réponse de Peter qui a expliqué pourquoi pour ce modèle en particulier les roues sont placées loin derrière le centre de gravité (CG), je voudrais clarifier pourquoi cela rend impossible la rotation au décollage.

Un avion standard décolle juste après la rotation, augmentant l'angle d'attaque et la portance. Avant et pendant l'exécution de la rotation, la portance produite par les ailes n'est pas suffisante pour élever la position du CG. Pourtant, avec les roues placées juste derrière le CG, une petite augmentation du CG est nécessaire pendant la rotation. Ceci est accompli avec la force vers le bas produite par l'ascenseur et son grand effet de levier.

enter image description here

Si les roues sont déplacées vers l'arrière, alors un tel levier devient beaucoup moins avantageux: la force produite par la queue sur le CG est plus faible , parce que le point d'appui est plus proche de lui et plus éloigné du CG. La force de descente maximale de l'ascenseur et la résistance structurelle peuvent alors rendre la rotation impossible.

Tom
2016-02-09 01:41:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

L'angle d'attaque des ailes d'un B-52 est positif. Le bord d'attaque de l'aile est plus haut que le bord de fuite. Ainsi, lorsque vous voyez l'avion décoller, il semble ne pas tourner, mais lorsque le fuselage est de niveau, les ailes sont à un angle d'attaque positif. Lorsque le B-52 est en palier, le nez est baissé, vous ne pouvez pas voir le nez depuis le cockpit et c'est comme si vous étiez assis sur un nuage.

Excellente réponse qui va immédiatement au cœur du problème - comment il peut décoller sans trop de rotation.
747 Captain
2015-10-06 20:24:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Le B52 «tourne» au décollage mais pas au degré de ce qui semble normal pour un si gros jet.

Tous les avions doivent produire une portance supérieure à la force de gravité opposée / son poids pour qu'il quitte la piste. Lorsque la portance = poids / gravité, l'avion est dans un état stable, ce qui signifie que le taux de montée ou de descente sera constant. Cela signifie que si la portance dépasse le poids, un avion ne quittera jamais le sol. Une fois en vol, le taux de montée de l'avion se stabilise ou devient constant lorsque la portance = gravité / poids (la force opposée).

La réponse est qu'il semble que le B52 ne tourne pas. Les pilotes appliquent l'élévateur "vers le haut" et augmentent l'angle d'attaque de l'aile, augmentant ainsi la portance.

Je vais apporter une correction à une réponse donnée ci-dessus:

Le CG, centre de gravité, est fixe et à moins qu'un poids / charge ne se déplace dans l'avion, il ne change jamais. Des exemples de choses qui changeraient le CG d'un avion sont la combustion de carburant, le largage d'une bombe ou un changement de cargaison.

Lorsque l'ascenseur est déplacé, l'avion «tangue», car le stabilisateur de queue (horizontal) produit portance "négative" (elle pousse vers le bas sur la queue), et fait tourner l'avion le long du CG. Le placement réel du train d'atterrissage s'oppose à la rotation de l'avion dans la plupart des conceptions. Le changement d '"angle d'attaque" de l'aile dû au cabrage augmente la portance produite par l'aile.

Le placement du train d'atterrissage est un compromis basé sur la conception de l'avion. Le B52 et son jeu de roues tandem sont un compromis en raison de la conception des ailes et de la carrosserie de l'avion.

Ajoutez encore une chose pour éviter toute confusion:

Lorsqu'un avion "tourne" pendant au décollage, la force (ou le poids) du stabilisateur horizontal doit être supérieur au poids de l'avion devant les roues les plus arrière pour que l'avion se «cabre».

La plupart des gros avions de transport (sinon tous), l'ensemble du stabilisateur horizontal (comparé à la seule gouverne de profondeur des petits avions) est ajusté pour le décollage afin de fournir une force "neutre" pour la vitesse de décollage souhaitée. Si le compensateur de stabilisation n'est pas réglé correctement, il se peut qu'il n'y ait pas assez de «profondeur» pour cabrer ou pour empêcher un cabrage spontané non commandé de l'avion. Les deux sont désastreux et les résultats peuvent être trouvés sur YouTube.

Pouvez-vous expliquer comment lorsque ascenseur = gravité, le climatiseur peut grimper? Il me semble que si la portance = la gravité, vous ne monteriez ni ne descendriez, quelle que soit l'attitude. Et en fait, si vous êtes à cabrer, le facteur de portance s'inclinerait un peu vers l'arrière (selon la conception de l'aile) et la portance devrait être supérieure à la gravité pour maintenir la même altitude.
D'abord pour comprendre les bases de l'aérodynamique, l'aile ne se soucie pas de l'endroit où elle est pointée, elle ne connaît que le vent et l'angle d'attaque "relatifs". La raison pour laquelle un avion monte quand portance = gravité / poids est qu'il a plus de poussée qu'il n'en a besoin pour maintenir une vitesse constante. La portance se déplace lorsque l'aile change de vitesse et / ou de forme, c'est ce qu'on appelle le «centre de pression». Au fur et à mesure que l'angle d'attaque change, le centre de pression se déplace et cela dépend de la conception du profil aérodynamique.
Après réflexion, je pense que je comprends. En raison de l'inertie, si portance = gravité et poussée = traînée, le vecteur de l'aéronef restera inchangé, qu'il soit en montée, en palier ou en descente. Est-ce que je réfléchis maintenant?
Tom: Oui, lorsque les quatre forces sont égales, l'avion est dans un état constant. Cela signifie qu'en vol en palier, la vitesse est constante, l'altitude ne change pas. Dans une montée ou une descente, cela signifie que le taux de montée ou de descente est constant et que la vitesse est également constante. À chaque fois qu'une des forces change, quelque chose d'autre change.
Ai-je raison de dire que le vecteur de levage s'incline vers l'arrière avec le pas. Je suis confus parce que parfois la portance semble être définie comme une force opposée à la gravité et parfois comme une force perpendiculaire à la corde.
Tom: Encore une fois, le vecteur de portance est connu sous le nom de «centre de pression» et il se déplace lorsque la portance / aile change. Dans quelle mesure et dans quelle direction dépend le design et l'angle d'attaque. Rappelez-vous que le pas de l'avion affecte l'angle d'attaque, mais un pas positif (par rapport à la terre) ne signifie pas toujours un angle d'attaque positif. Voici la formule pour les ailes à basse vitesse de forme constante: ac = c / 4 où ac = centre aérodynamique et c = corde d'aile. Une autre formule est la suivante: cp = (S [x * p (x)] dx) / (S [p (x)] dx) cp = centre de pression.
Allez sur cette page Web de la NASA, elle fournit une meilleure explication technique: http: //www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/cp.html
Merci pour toutes les explications. Quant au B-52, regarder [cette vidéo] (https://youtu.be/03XbV5iPvQY) s'il tourne du tout c'est imperceptible. Les deux vitesses avant et arrière semblent décoller exactement au même moment. C'est difficile à dire avec précision, mais après avoir fait plusieurs pauses et rembobiné plusieurs fois, je ne trouve pas d'endroit où le train avant semble être en haut et le train arrière au sol,
`Lorsqu'un avion" tourne "pour le décollage, la force (ou le poids) du stabilisateur horizontal doit être supérieur au poids de l'avion devant la plupart des roues arrière pour que l'avion" cabre "." Ce n'est pas vrai. Les h-coups ont un bras de moment énorme. Le moment de tangage net doit juste être positif, ce qui signifie à peu près que l'intégrale de l'appui total (poids réel + forces aérodynamiques) sur la distance du secteur à la queue doit être supérieure à la même intégrale du secteur au nez. .
Tomas Rodriguez
2018-09-11 02:41:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Je l'ai peut-être manqué, mais il semble qu'aucune des réponses n'aborde le problème principal: pourquoi il ne tourne pas et ne monte pas en piqué?

Tout cela sera plus clair si vous vous souvenez que la portance dépend principalement de l'angle d'attaque et de la vitesse.

Le principal moyen pour tout avion conventionnel de décoller (et atterrir) sans rotation en tangage est de faire l'angle d'incidence du ailes (approximativement l'angle fixe avec lequel l'aile se fixe au fuselage) égal à l'angle d'attaque au décollage avec l'aéronef stationné au sol. De cette façon, lorsque le B-52 atteint sa vitesse de décollage prévue, il décolle dans la même attitude de stationnement. À mesure qu'il accélère, il doit réduire l'angle d'attaque de la portance maximale à la portance de montée, qui est plus faible en raison de la vitesse plus élevée et de l'aide vers le haut des moteurs, il doit donc piquer. Lorsqu'il atteint sa vitesse de croisière, il lui faut un très petit angle d'attaque pour la même portance et, pour l'atteindre, le nez doit être encore plus piqué.

Cela augmente la traînée du fuselage, de la queue, etc. mais fait partie du compromis fait pour éviter de tourner au décollage (et à l'atterrissage).

À vitesse maximale, le B-52 vole avec le nez nettement abaissé, ce qui peut être vu lorsqu'il vole en formation avec des avions plus rapides.

Il faut noter que les avions à longue portée Réglez normalement l'angle d'incidence de l'aile proche de son angle d'attaque de vitesse de croisière optimal, qui est très faible par rapport à son angle d'attaque de portance maximum. Ces angles varient tous avec le poids, d'autres variables de conception non standard. L'objectif est de naviguer avec le fuselage aligné avec le vent relatif (de l'avant) pour réduire la traînée.

BTW, les pilotes de planeurs ne tournent pratiquement pas non plus pendant les décollages et obtiennent leur portance au décollage de la vitesse de l'avion remorqueur.

Je n'ai jamais vu de source pour cette explication; mais c'est le résultat d'une analyse basée sur mes expériences en tant que concepteur et pilote d'avion. J'ai essayé de le rendre un peu moins compliqué qu'il ne l'est, rigoureusement.

Mais la plupart des avions de ligne ne naviguent-ils pas également à leur vitesse L / D maximale? Tout comme le B-52, non? Donc, si leurs ailes sont également placées sur le fuselage à l'angle optimal pour une telle situation, ne devraient-elles pas elles aussi être capables de décollages sans rotation?
La plupart des avions conçus pour les longs vols de croisière ont des ailes installées à l'angle de croisière. Ceci est un petit AoA. L'ascenseur dépend de la vitesse AoA X. Étant donné que la portance pendant la croisière doit être constante - pour que l'avion vole à l'horizontale - lorsque vous augmentez la vitesse pour la croisière, vous devez réduire l'AoA du décollage haut au bas de croisière. Avec l'angle de croisière, vous positionnez le fuselage de manière à ce qu'il soit aligné exactement avec le vent qui passe l'avion pour minimiser la traînée. Si tout est maintenu constant, l'avion devient plus léger à cause du carburant brûlé et la portance le fera grimper. Les compagnies aériennes acceptent cela. Il a des avantages
kukailinoku
2020-06-08 06:53:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Je pensais avoir été témoin - et un navigateur B-52 (Maj, USAF) me l'a dit un jour - que les roues de queue décollaient en premier du sol. Ou du moins, s'il est laissé seul sans entrée de contrôle, j'oublie exactement ce qu'il a dit. Mais fondamentalement, contrairement à tout autre avion, le placement des engrenages tandem et la super grande queue horizontale permettent un moment de levage des roues arrière du sol avant que les avant ne puissent être soulevés, si l'on n'y prend pas garde.



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.
Loading...