AOA와 대기 속도의 관계는 무엇입니까?
우리는 모든 항공기가 실속 속도 (특정 중량, CG 위치 등)로 실속 할 수 있지만, 같은 비행기가 항상 같은 공격 각도로 실속한다는 것을 알고 있습니다.
나는 IAS가 AOA를 제어하는 쉬운 방법이라고 읽었습니다. 실제로는 AOA에 관한 것이기 때문에 속도와는 아무 관련이 없습니다. IAS를 변경할 때 우리는 상대 바람과 AOA를 변경합니다. 반면에 중요한 AOA는 무게에 따라 변하지 않지만 (주어진 익형에 대해 항상 동일 함) 실속 속도는 변합니다.
고속 포장 마차도 있는데 ... 혼란 스러워요. 중요한 AOA에 도달하지 않고 중단에 들어갈 수 있습니까? AOA와 IAS의 관계는 정확히 무엇입니까?
답변
"중요한 AOA에 도달하지 않고 실속에 들어갈 수 있습니까?" -- 아니.
"우리는 모든 항공기가 실속 속도 (특정 무게, CG 위치 등)에서 실속 할 것임을 알고 있습니다."-이 매개 변수 목록에 "G-loading"을 추가해야합니다. 우리가 일반적으로 말하는 "실속 속도"는 1-G 실속 속도 입니다. 무게 또는 G-로드를 변경하면 실속 공격 각과 관련된 대기 속도가 변경됩니다.
"반면에 중요한 AOA는 무게에 따라 변하지 않는다는 것을 알고 있습니다."맞습니다.하지만 1G와 같은 주어진 G-loading에 대해 중요한 AOA와 관련된 대기 속도는 다음의 제곱근에 따라 조정됩니다. 무게.
"AOA와 IAS의 관계는 정확히 무엇입니까?" -만약 우리가 날개가 주어진 무게와 G-loading에서 실속 AOA에 도달하는 IAS를 알고 있다면, 우리는 무게 변화의 제곱근에 제곱근을 곱하여 다른 조건에 대해 IAS를 조정할 수 있습니다. G 로딩의 변화. "변경"은 비율, 즉 신규를 이니셜로 나눈 것을 의미합니다.
AOA와 IAS의 근본적인 관계는 주어진 AOA에서 순 양력이 대기 속도 (IAS) 제곱에 비례한다는 것입니다.
지금 당장 걱정할 필요가없는 추가 문제가 있습니다. "동적 스톨" 입니다. 스톨의 즉각적인 원인은 무엇입니까? -마지막 단락까지 아래로 스크롤합니다.
임계 공격 각과 실속 속도를 이해하는 데 도움이되는 실용적인 대답은 빠른 제트의 작동입니다. 제트기를 착륙시키는 가장 빠른 방법은 어떤 속도에서도 가능하지만 일반적으로 350kts의 '런인 앤 브레이크'를 위해 합류하는 것입니다. 높은 중력 회전은 활주로 위에서 서킷 높이에서 바람이 내리는 위치까지 사용됩니다. 스톨 뷔페가 달성 될 때까지 항공기가 회전으로 끌려갑니다. 이 실속 및 관련 항력은 항공기를 접근 속도로 빠르고 쉽게 느리게 만듭니다. 항공기가 최소 실속 이상이고 많은 에너지를 보유하고 있기 때문에 어느 시점에서든 제어력이 감소하면 정상 비행이 재개됩니다. 항공기는 임계 AOA 초과로 인해 고속으로 '스톨'을 경험할 수 있지만 동일한 항공기는 약 100kts의 직선 및 수평에서 정지합니다.
질문에 대한 직접적인 대답 ( "AOA와 Airspeed의 관계는 무엇입니까?")은 간단합니다. 즉, 컨텍스트와 몇 가지 조건을 소개하기 전까지는 전혀 없습니다 .
당신의 맥락은 : 우리는 비행기가 날기를 원합니다. 그리고 '비행'이 아니라 최소한 수평을 유지해야합니다. 이를 위해서는 일정량의 리프트 가 필요합니다 . 리프트는 무게 를 상쇄하는 데 사용 되므로 레벨을 올리려면 최소한 그 정도가 필요합니다. 또한 대부분의 기동 (예 : 회전)을 당기려면 약간의 추가 작업이 필요합니다.
비행기가 양력을 만드는 방법은 날개를 사용하는 것입니다. 단순성을 위해 날개를 '고정'하면 (즉, 날개 1 을 변경하는 플랩 및 기타 장치는 잊어 버림 ), 양력에 영향을 미치는 파일럿의 제어하에 두 개의 변수 만 있습니다.
- 공격 각 (AoA).
- 대기 속도. (파일럿은 일반적으로 실제 대기 속도보다는 지시 된 (또는 보정 된 ) 대기 속도 에 대해 이야기 합니다 . 여기에는 공기 밀도와 고도가 암시 적으로 포함됩니다.)
각각이 많을수록 더 많은 리프트가됩니다. 종속성은 대기 속도 (2 배 속도, 4 배 상승)에 2 차적이며 AoA (실속에 가까워 질 때까지)에 다소 선형 적입니다.
실속을 결정하는 것은 실제로 이미 이해 했듯이 AoA, 2 입니다. 정확한 AoA 센서가 있었다면 멈춤 을 피하기 위해 지켜봐야 할 전부 입니다. (하지만 비행기가 어떻게 비행하는지, 즉 위의 종속성 을 피하려면 어떻게해야하는지 알기 위해서는 여전히 지식 이 있어야합니다 .)
그러나 여러 가지 이유로 인해 일반적으로 이러한 센서가 없습니다. 이 경우 airspeed를 프록시로 사용할 수 있습니다. 그러나 우리가 논의했듯이 대기 속도는 리프트를 통해 AoA에 연결됩니다. 현재 리프트도 알아야합니다! 어떻게 아십니까? 음, 직선 및 수평 비행에서 리프트는 정의에 따라 무게와 정확히 동일합니다. 비행 전에 몸무게와 균형 차트를 작성했기 때문에 몸무게를 알고 계시죠? 또한 지금까지 사용한 연료의 양도 알고 있습니다.
따라서 주어진 비행기가 무거울수록 (예 : 추가 승객을 적재하는 경우) 동일한 조건에서 더 많은 리프트가 필요합니다. 아시다시피, 우리는 AoA를 높이거나 대기 속도를 높이거나 두 가지 방법으로이 추가 리프트를 만들 수 있습니다. 우리가 AoA를 높이면 분명히 실속에 가까워지고 어느 시점에서 우리는 더 낮은 무게로 완벽하게 비행 할 수 있었던 것과 같은 속도로 실속 될 것입니다. 또는 반대로 AoA를 '고정'하면 (예를 들어, 우리가 알고 있듯이 고정 된 AoA 실속을 고려), 더 높은 무게를 위해 더 높은 속도가 필요합니다. (두 배 무게의 경우 1.4x 대기 속도).
이것이 실속 속도 가 무게에 따라 달라지는 이유 입니다. 또한 날개가 무게보다 더 많은 양력을 생성해야하는 경우 인 G-loading에 따라 다릅니다. (조정 된 회전은 조종사가 이런 일이 발생했을 때 배우는 첫 번째 기동입니다). 문서 (예 : POH)가 '실속 속도'를 지정하면 적용되는 무게도 지정합니다. (그렇지 않으면 보수적으로 최대 허용 무게를 의미합니다). 그들은 또한 종종 실속 대기 속도가 (뱅크 각도의 함수로) 어떻게 증가하는지 차트를 가지고 있습니다.
따라서 ' 실속 대기 속도 ' 에 대해 이야기 할 때 ' 실속 AoA에있는 동안 날개가 필요한 양의 양력을 생성하는 대기 속도 '로 이해합니다 . '필요한 양'은 고려되는 조건에 따라 달라집니다. 가장 간단한 직선 및 수평 비행의 경우 이것은 무게입니다.
1 뿐만 아니라 표면의 얼음, 벌레, 먼지 등에 대해서도
2 사실, 실제 속도는 레이놀즈 수 (Re)를 통해서도 영향을 받지만 GA의 맥락에서이 효과는 매우 작습니다. AoA의 변화율도 중요하지만 곡예 비행과 같이 매우 공격적인 기동에만 해당됩니다.
AOA와 대기 속도의 관계는 리프트 방정식에 아름답게 설명되어 있습니다.
$Lift$ = 공기 밀도 x 날개 면적 x 양력 계수 (캠버 및 AOA) x V$^2$.
IAS는 AOA를 제어 하는 쉬운 방법입니다.
이론적으로는 그렇습니다. 실제로는 추력을 추가하여 대기 속도를 즉시 변경할 수 없기 때문에 실용적이지 않습니다. 이것은 항공기가 여객기처럼 더 클 때 특히 그렇습니다.
가속 방정식에 표시된대로 움직이려면 관성 (질량)을 극복해야합니다.
$Force$ = 질량 x 가속
다시 정렬 : 가속 = 힘 / 질량
양력을 생성하는 것은 대기 속도이므로 비행 할 수있을만큼 빠르게 진행될 때까지 추력을 계속 추가해야합니다 (이륙하는 도중처럼).
중요한 AOA에 도달하지 않고 멈출 수 있습니까?
예! 속도를 너무 많이 낮추면 비행기가 무게를 지탱할만큼 충분히 들어 올리지 못합니다. 비행기는 비행선에서 "침몰"하여 날개의 AOA를 증가시킵니다. 그럼 당신은 실속 .
이것은 중력 중심이 너무 뒤쪽에 있거나 (건축가의 경우) 꼬리가 너무 작은 경우 특히 그렇습니다.
고속 포장 마차도 있습니다 ... 혼란 스럽습니다
그럴 필요가 없습니다. 날개 AOA가 한계를 초과하면 실속이 발생합니다. 사람들은 예를 들어 활주로에 도달하기 위해 너무 세게 돌리려고 노력하기 때문에 더 빠른 속도로 멈 춥니 다.
따라서 실속을 피하는 가장 좋은 방법은 대기 속도를 확인하고 (따라서 높은 AOA가 필요하지 않음) 엘리베이터를 너무 공격적으로 사용하지 않는 것입니다.