ما هي العلاقة بين معدل هبوط الطائرات والسرعة؟

5

أعمل في ATCO في الهند. أحاول أن أفهم لماذا يزداد معدل هبوط الطائرة ، عندما تزداد سرعتها. أنا مهتم بشكل خاص بكيفية ارتباطها بطائرات المحركات النفاثة.

هل هي نفسها بالنسبة إلى معدل تسلق الطائرات؟

    
مجموعة joydeep 05.07.2015 / 20:27

4 إجابة

11

إذا قاد الطيار زاوية مسار انزلاقي معينة ، فإن أي تغيير في السرعة الهوائية سيغير أيضًا السرعة الرأسية ، نظرًا لأن كليهما متصلان بزاوية مسار الانحدار $ \ gamma $.

لاحظأنالسرعةالعموديةهيسرعةالهواء$\cdot\sin\gamma$.التسلقأوالتنازليلافرق.فقطعلامة$\gamma$التغييرات(الإيجابية$\gamma$تعنيأنالطائرةتتسلق).كذلكلنيؤثرنوعالدفععلىهذهالعلاقةالأساسية.

بماأنالهبوطينقصالطاقةالكامنة،فستزدادبعضالطاقةالأخرى.إذاتسارعتالطائرة،فإنطاقتهاالحركيةتزدادحتىتزيدالزيادةفيالسحبمنربحالطاقة.الحدمندفعالمحركأونشرالمفسدينسيحدمنزيادةالسرعة،ولكنبالنسبةإلىالهبوطالحاد،حتىمعالمحركاتالمتباطئةوانحرافالمفسدالكامل،ستزدادسرعةالرحلة.

Is it the same for aircraft climb rate?

ولا.فيتسلقيجبزيادةالطاقةالكامنة،والمصدرالرئيسيللطاقةهيالمحركات.الآنفقطسيؤثرنوعالدفععلىالنتيجة: كل من سرعات أعلى وأسرع صعود للطائرات المروحية منخفضة إلى حد كبير ، وبالتالي فإن الزيادة في السرعة العمودية عادة ما تكون مصحوبة بانخفاض في سرعة الطيران ، مما يحرر المزيد من الطاقة الزائدة للتسلق.

تحتاج الطائرات أيضًا إلى الطيران ببطء لأقصى درجة تسلق ، ولكن تحتاج إلى التقاط السرعة لأقصى سرعة تسلق لها . هذا هو أكثر وضوحا وانخفاض نسبة الالتفاف من المحركات ، لذلك الطائرات المقاتلة تحتاج إلى سرعة لتسلق بسرعة. تقع الطائرات التي تعمل بالطاقة التوربينية بين الطائرات المروحية والطائرات المقاتلة وتفضل سرعة معتدلة لأدائها الأفضل في التسلق.

هذا كله صحيح فقط في الرحلات الثابتة. في سحب ، أي طائرة يمكن الحصول على ارتفاع بسرعة عن طريق التداول الحركية للطاقة المحتملة . ولكن هذا هو تأثير انتقالي - سرعة الصعود العالية ستدوم فقط في حين أن الطائرة لديها السرعة الزائدة في الإنفاق.

    
الجواب معين 05.07.2015 / 21:09
7

في ما يلي مخطط بيتر مع سطرين هوائيين مختلفين ، بحيث يمكنك رؤية الفرق في السرعة الرأسية:

    
الجواب معين 06.07.2015 / 20:02
5

تتعامل الإجابات الأخرى مع السؤال بشكل أساسي. إذا تحركت طائرة في الهواء في اتجاه أنفها ، وحدث أن الأنف يشير إلى الأرض ، فعندئذ كلما سارت الطائرة بشكل أسرع عبر الهواء في اتجاه أنفها ، كلما هبطت أسرع. هذا بسيط حساب المثلثات. "سرعة الهواء الحقيقية" في الطائرة هي الوتر من المثلث ، والساقين الأخريين هما المكونات الأفقية والعمودية النقية لتلك السرعة ، وهي "سرعة الأرض" للطائرة و "السرعة الرأسية" (ويعرف أيضا باسم معدل التسلق / النسب). في زاوية ثابتة من التسلق أو الهبوط ، إذا قمت بزيادة سرعة الطيران الخاصة بك ، فسوف تزيد من سرعة الأرض وسرعتك العمودية.

طريقة أخرى أكثر واقعية للتفكير في الأمر هي العكس. كل الأشياء الأخرى متساوية ، عندما يزيد معدل نزول الطائرة ، تزداد سرعتها. هذا يرجع إلى الفيزياء ، وتحويل الطاقة بين الأشكال المحتملة والحركية.

مثال بسيط غير للطائرات. لنفترض أن لديك حقيبة رمل بحبل مربوط حولها وتغذى من خلال بكرة علوية. عن طريق سحب الحبل ، يمكنك رفع كيس الرمل ضد قوة الجاذبية بمقدار معين. أنت تستنفد الطاقة للقيام بذلك ، وتقوم بتخزين بعض من هذه الطاقة (من الناحية المثالية ، كل ذلك ، ولكن في العالم الحقيقي هناك "عدم كفاءة") في الوزن المتأصل في ارتفاعه فوق الأرض. قم بتحرير الوزن ، وتسارع الجاذبية من خلال مقدار يعتمد على الوقت (وبالتالي يعتمد على الارتفاع) ، بحيث أنه بحلول الوقت الذي تضرب فيه الأرض ، يتم تحويل كل الطاقة المحتملة التي قمت بتخزينها من خلال رفع الوزن إلى طاقة حركية للحركة. .

هذه العلاقة الأساسية نفسها موجودة أيضًا في الطائرات ؛ طائرة تخزن الطاقة التي ينفقها محركها (أو في طائرة شراعية ، من قبل محرك طائرة السحب) في علو. يمكن للطائرة بعد ذلك الحد من ارتفاعها للحفاظ على (أو في الغوص الحقيقي ، حتى تكسب) سرعة الطيران إلى الأمام. هذا هو واحد من المبادئ الأساسية في الأكروبات ويتم تدريسها لجميع الطيارين. يمكنك "ارتفاع التجارة عن السرعة" ، كلما احتجت إلى أكثر (أو أقل) من واحد ولديك ما يكفي من الآخر للتخلي (أو الربح).

يمكن جعل الآليات التي يحدث بها هذا أمرًا معقدًا وغريبًا كما تريد ؛ يمكننا تغطية القوى الأساسية الأربعة للطيران وكيف تعمل القوى المختلفة في اتجاهات مختلفة اعتمادًا على موقف الطائرة وبالتالي تساهم في مكونات فرعية أفقية ورأسية مختلفة لحركة الطائرة نسبة إلى أنفها أو الأرض تحتها. ولكن ، للإجابة على هذا السؤال ، يكفي أن نذكر أنه عندما تنزلق طائرة ، فإنها تقوم بتداول ارتفاعها للحصول على الطاقة ، وسوف يزيد مقدار تلك الطاقة التي لم تفقدها السحب من سرعة الطيران الأمامية.

يتغذى هذا في الإجابة الأصلية. عندما تنحدر من الارتفاع ، ستزداد سرعة الطيران إلى الأمام (سرعة السفر في اتجاه أنف الطائرة) مع تحويل الطاقة الكامنة إلى حركة حركية. لأن السرعة الهوائية الأمامية في الاتجاه الهابط ، طالما أن السحب لا يتماشى مع التسارع (مثل وجود زاوية هجوم أعلى ، الأمر الذي يزيد من السحب عن طريق زيادة "المقطع العرضي" للأجنحة المعرضة مباشرة لتدفق الهواء) ، يخلق حلقة ردود الفعل. أنت تنزل ، تكتسب سرعة جوية ، مما يجعلك تنزل بشكل أسرع ، واكتساب المزيد من السرعة.

لمقاومة هذا ، تهبط الطائرات الناقلة في كثير من الأحيان قوة المحرك (لذا فإن الطاقة المكتسبة عن طريق النزول تعوض فقط انخفاض الضغط) ، تزيد من زاوية هجومها (إذا كانت الطائرة تسير على طول مسار "تحت" أنفها ، الأجنحة أكثر "جنبًا إلى جنب" لتدفق الهواء الذي يتدفق من خلاله مما يزيد من السحب) وينشر مفسدات أو مكابح هوائية (والتي تزيد من السحب حتى عند الزوايا المنخفضة للهجوم).

    
الجواب معين 06.07.2015 / 22:05
2

وعلى عكس الإجابات التي كانت موجودة هنا أولاً ، أقول إن النسخة القصيرة هي "الخروج في العالم الحقيقي" ، فهي لا تعمل بهذه الطريقة ... باستثناء بعض الحالات التي يُنظر إليها عادة على أنها هواء تحكم حركة المرور.

عندما يتم منح أحد الطيارين هبوطًا ، بدون تعليمات إضافية ، سننزل عادةً إما بمعدل ثابت للنسب أو سرعة جوية ثابتة. تقول AIM أنه ينبغي لنا أن ننزل بمعدل مثالي (وليس المعدل الأقصى) حتى يصل إلى 1000 قدم من الارتفاع المخصص ، ومن ثم لا يزيد عن 1500 fpm عن ذلك 1000 قدم تقريبًا حسب المسافة التي تفصلني عن الوجهة أو العبور المتوقع الآخر التقييد ، أختار عادة معدل انحدار بين 1500 و 2500 fpm واستخدم الطاقة للمحافظة على هبوط السرعة المستهدفة. عند استخدام هذه الطريقة ، لن يزداد معدل النسب بالسرعة ، إلا أن زاوية مسار الرحلة العمودية ستتغير مع تغير السرعة.

من المرجح أن ينظر إلى السلوك الذي تصفه عندما يتم إصدار تقييد عبور إلى الطيار ، أو أنهم يخططون لعبور قيود عبور عصامي (10،000 قدم. AGL في 30nm من المطار شائع الاستخدام). يعمل هذا على إصلاح زاوية مسار الطيران العمودية بفعالية ، والآن الطريقة الوحيدة لتعويض التغيرات في السرعة هي ضبط السرعة الرأسية.

عند الانحدار من الارتفاعات العالية (فوق 30000 قدم ، اعتمادًا على الطائرة) ، ستزداد السرعة الجوية المشار إليها مع عدد ماخ ثابت ، حتى الوصول إلى سرعة الهبوط المستهدفة ، ويجب زيادة السرعة الرأسية للتعويض عن سرعة الأرض العليا من أجل جعل تقييد المعبر. من ناحية أخرى ، إذا تم تعيين خفض السرعة عندئذٍ يمكن تقليل معدل النسب من أجل إجراء نفس قيود العبور (أو وصول الطائرة إلى الارتفاع الذي تم تعيينه مبكرًا في وقت مبكر ، والذي لا يمثل مشكلة في المعتاد).

يحدث هذا التعديل إما تلقائيًا (بواسطة FMS / autopilot في وضع VNAV) ، أو تتم مراقبته وتعديله يدويًا بواسطة الإصدار التجريبي من أجل تلبية قيود العبور.

    
الجواب معين 18.11.2015 / 04:48