Cosa determina la migliore velocità di planata?

Fondamentalmente, più velocemente vai, più portanza e trascina produrrà unala. Questi due valori non sono tuttavia proporzionali. Quando si accelera, la quantità di resistenza prodotta è superiore alla quantità di portanza extra, motivo per cui è necessaria una potenza aggiuntiva per mantenere il livello a velocità più elevate.

Quando si va più lenti, la quantità di resistenza si riduce più della quantità di portanza prodotta – almeno per un po . Ecco perché andare piano è migliore in termini di distanza di planata. La quantità di “resistenza per portanza” è molto bassa. Tuttavia, rallentando oltre un certo punto, lala inizierà rapidamente a produrre meno portanza, perché il flusso daria si separa dallala Questo è ciò che è noto come stallo. La migliore velocità di planata è la velocità alla quale la resistenza è più bassa possibile mentre lala sta ancora producendo una quantità relativamente grande di portanza.

Ciò è illustrato su una polarità della velocità, come questa:

La linea nera indica la tariffa di discesa per una data velocità. La velocità di planata ottimale è la velocità corrispondente al punto in cui la linea rossa tocca la linea nera (Vbg).

La linea rossa è una linea retta che va da (0,0) e tocca la velocità polare a esattamente un punto.

Un cambiamento nella massa dellaereo sposterà la curva lungo lasse verticale, motivo per cui un aereo più pesante ha una migliore velocità di planata più alta di uno più leggero. Il punto di intersezione tra la linea nera e quella rossa si sposterebbe a destra quando la linea nera viene spostata verso il basso e viceversa.

Commenti

• Ora Ho una domanda, secondo il grafico a Vmd il tasso di caduta è inferiore e da questo posso rimanere in aria per più tempo. E a Vbg il tasso di caduta è maggiore. Allora perché la mia migliore velocità di planata non è alla velocità di Vmd? Perché è una velocità più alta a cui il tasso di caduta è maggiore?
• A Vmd stai effettivamente affondando più lentamente, ma stai anche andando avanti più lentamente. Il tuo tempo di volo sarà maggiore, ma coprirai una distanza più breve perché la tua velocità di avanzamento è più lenta. Vmd / Minimum sink è la velocità che ti manterrà in aria più a lungo. La Vbg / migliore planata è la velocità che ti consentirà di coprire la distanza maggiore.

Il massimo fattori importanti per la migliore velocità di planata sono il carico alare del velivolo, la densità dellaria, le proporzioni dellala e la qualità aerodinamica del velivolo.

Il velivolo deve creare una portanza uguale alla propria peso. La resistenza per farlo varia con la velocità relativa e per trovare il punto in cui il rapporto di planata ha il suo massimo, la resistenza deve essere minima . Per trovare questa velocità, descriviamo matematicamente la resistenza come la somma di due componenti:

1. Resistenza parassita, che aumenta con il quadrato della velocità relativa.Esprimiamo questo come il trascinamento a sollevamento zero, un componente di trascinamento che è indipendente dal sollevamento: $ D_0 = \ frac {\ rho} {2} \ cdot v ^ 2 \ cdot S \ cdot c_ {D0} $
2. Resistenza dipendente dal sollevamento o indotta che scende con linverso del quadrato della velocità: $ D_i = \ frac {\ rho} {2} \ cdot v ^ 2 \ cdot S \ cdot \ frac {c_L ^ 2} {\ pi \ cdot AR \ cdot \ epsilon} $

Ora aiuta a trovare il coefficiente di sollevamento per creare il sollevamento necessario a una determinata velocità: $$ c_L = \ frac {m \ cdot g} {\ frac {\ rho} {2} \ cdot v ^ 2 \ cdot S} $$ che, se inserito nella formula per il trascinamento indotto , produce $$ D_i = \ frac {(m \ cdot g) ^ 2} {\ frac {\ rho} {2} \ cdot v ^ 2 \ cdot S \ cdot \ pi \ cdot AR \ cdot \ epsilon} $$ Ora dovrebbe essere ovvio che la resistenza indotta è in effetti proporzionale allinverso della velocità di volo al quadrato. Possiamo semplificarlo un po inserendo $ AR = \ frac {b ^ 2} {S} $ ed esprimere il trascinamento totale come somma di entrambi i componenti: $$ D = \ frac {\ rho} {2} \ cdot v ^ 2 \ cdot S \ cdot c_ {D0} + \ frac {(m \ cdot g) ^ 2} {\ frac {\ rho} {2} \ cdot v ^ 2 \ cdot \ pi \ cdot b ^ 2 \ cdot \ epsilon} $$ Successivamente, differenziamo rispetto alla velocità $ v $ e dobbiamo impostare il risultato a zero per arrivare a unequazione per la velocità di trascinamento più basso: $$ \ frac {∂ D} {∂ v} = \ rho \ cdot v \ cdot S \ cdot c_ {D0} – \ frac {(2 \ cdot m \ cdot g) ^ 2} {\ rho \ cdot v ^ 3 \ cdot \ pi \ cdot b ^ 2 \ cdot \ epsilon } = 0 $$ $$ \ rho \ cdot v ^ 4 \ cdot S \ cdot c_ {D0} = \ frac {(2 \ cdot m \ cdot g) ^ 2} {\ rho \ cdot \ pi \ cdot b ^ 2 \ cdot \ epsilon} $$ $$ v = \ sqrt [4] {\ frac {(2 \ cdot m \ cdot g) ^ 2} {\ rho ^ 2 \ cdot \ pi \ cdot b ^ 2 \ cdot \ epsilon \ cdot S \ cdot c_ {D0}}} $$ $$ v = \ sqrt {\ frac {2 \ cdot m \ cdot g} {\ rho \ cdot S \ cdot \ sqrt {\ pi \ cdot AR \ cdot \ epsilon \ cdot c_ {D0}}}} $$ Ecco fatto: la migliore velocità di planata è proporzionale alla radice quadrata sia del carico alare $ \ frac {m \ cdot g} {S} $ che dellinverso di densità dellaria $ \ rho $ e la quarta radice dellinverso delle proporzioni $ AR $, del fattore di Oswald $ \ epsilon $ e del coefficiente di resistenza aerodinamica $ c_ {D0} $ a portanza zero. Il fattore di Oswald è una misura della qualità della produzione di portanza ed è vicino allunità nella maggior parte dei casi.

Nomenclatura:
$ c_ {D0} \: $ coefficiente di resistenza a portanza zero
$ c_L \: \: \: $ coefficiente di portanza
$ S \: \: \: \: \: $ area di riferimento (area alare nella maggior parte dei casi)
$ v \: \: \: \: \: $ velocità dellaria
$ \ rho \: \: \: \: \: $ densità dellaria
$ \ pi \: \: \: \: \: $ 3.14159 $ \ dots $
$ AR \: \: $ proporzioni dellala
$ \ epsilon \: \: \: \: \: $ fattore di Oswald dellala
$ m \: \: \: \: $ massa dellaereo
$ g \: \: \: \: \: $ accelerazione gravitazionale
$ b \: \: \: \: \: $ apertura alare

Commenti

• È uguale alla velocità massima L / D (Vldmax)?
• @MaxvonHippel: Sì. Trascinamento minimo a sollevamento costante significa che L / D è al massimo.

( è più semplice di prima potrebbe sembrare )

Se sei a una certa altezza, hai una certa quantità di energia potenziale (o energia di altezza). Lunica cosa che puoi fare è per convertirla in energia cinetica (o velocità, che poi crea portanza). Il problema: anche la resistenza consuma energia. Quindi tutta lenergia che perdi a causa della resistenza significa una perdita di energia cinetica (= velocità) e quindi una perdita di portanza .

La domanda in realtà è: come ridurre la resistenza al minimo?

In realtà è abbastanza semplice: ci sono circa due diversi tipi di resistenza :

• Trascinamento indotto , indotto dallangolo di attacco dellaereo. Più il tuo naso si alza (quindi più bassa è la tua velocità), maggiore è la resistenza indotta. Questa è una relazione esponenziale.

• resistenza parassita , proviene dallaria ed è la “solita” resistenza che senti anche con unauto o una bicicletta. Dipende esponenziale dalla velocità.

Il trascinamento totale è costituito dalla somma di entrambi. La minima è la migliore velocità di planata .

Commenti

• ‘ t la migliore velocità di planata sarebbe un po più veloce della velocità di trascinamento minima (poiché, per definizione, laereo copre più distanza per unità di tempo a velocità più elevate?)
• Certo. Ma il tuo obiettivo non è volare per la distanza più lunga nel più breve tempo, il che significa che la velocità è irrilevante , solo l efficienza conta. Se perdi, diciamo, 500 piedi, è meglio che tu abbia bisogno di 2 minuti per quello con una velocità di 50 nodi invece di 1 minuto con una velocità di 70. Cerchiamo solo il miglior rapporto tra perdita di altezza e distanza percorsa. Non ci interessa affatto lora, è completamente irrilevante.

Non ho mai sentito parlare del termine velocità massima di planata, non ci sono limitazioni particolari alla velocità con cui si può far volare un c152 senza motore invece che con esso funzionante.Penso che tu stia parlando della migliore velocità di planata , nota anche come Vbg, che è la velocità che ti dà il massimo distanza orizzontale percorsa per unità di altezza persa. Se ricordo bene 60kts è la migliore planata con i flap estesi, 65kts era la migliore planata senza flap.

La migliore velocità di planata varia effettivamente in base al peso, così come la maggior parte delle velocità V. Un aereo più pesante significherebbe un Vbg più veloce e uno più leggero un Vbg più lento. Su un c152 la differenza è piuttosto piccola, forse 2 kt in entrambi i casi, quindi dare una risposta a 1 velocità ha senso in quanto è facile da ricordare. La migliore velocità di planata su un grande aereo varierà molto di più e dovrebbe essere calcolata in base a stima del peso in quel punto del volo.