Размышления о разворотах на ветер и под ветер

aleksandrd, Вы что-то просите объяснить и описать. А что именно? В Вашем 348 посте только один вопрос:

какие будут переходные процессы?

О чём речь? Самолёт летел прямолинейно и равномерно, а потом повернул. Поворот для Вас является переходным процессом? Для меня является, т.к. в нём начали действовать новые силы (сила). Ну и что? Что Вы хотите найти?
 
Не читал всего, но выскажусь о пустоте темы, о некоторой придуманности проблемы, то есть нет разницы как и куда дует ветер, если вы на самолете летите.  Не взлетаете, не садитесь, а именно летите. 

Пример? Поднимитесь повыше, так чтобы земли не видно было. И разворачивайтесь как хотите с учетом РЛЭ.  Важно держать скорость в маневре и все такое. Все. Совершенно по барабану, что там с ветром и куда и как он дует если он в пределах РЛЭ и вы все делаете правильно. Никакими средствами при правильном маневре Вам не узнать что там с ветром изнутри самолета.   
 
Отлично, помогите рассмотреть отдельно только одну систему по отношению к земле на моем примере:
разворот самолета по ветру . Скорость воздушная 70 км в час
А какое отношение имеет воздушная скорость, если мы расматриваем ТОЛЬКО ОДНУ систему на земле?
 
уточните пожалуйста для меня, по, или против
Высказался я неудачно, уже исправил, поворот против ветра. При развороте по ветру, радиус траектории будет увеличиватся с увеличением угла между первоначальным вектором скорости и фактическим (при постоянном угле крена). Изменение мощности при развороте по ветру требуется немного больше, чем в штиль. При развороте против ветра, радиус траектории уменьшается, и прибавки мощности требуется немного меньше. В реальности пилот не вычисляет до Ватта потребную мощность для разворота, и разницу будет определить сложно. При желании, относительно не сложно посчитать траекторию и потребную мощность в каждой точке.
 
M.Gennadij, здесь Вы просто обязаны оговориться, что рассматриваете свои действия относительно земли. Молчаливо вы предполагаете, что Вам нужно прилететь в точки А и Б, которые равноудалены от Вас влево и вправо. Понятно, что против ветра придётся лететь дольше, или добавить газку, чтобы лететь относительно воздуха быстрее, а относительно земли хотя бы с прежней скорость.
 
Богатый русский язык, и троечнику иногда сложно понять написанное.
и проблемы имею не только с законами Ньютона
Все мы когда-то и чего-то недоучивали, лишь бы сдать. Но в воздухе такая метода не катит, тут надо азы на "пятерку" знать иначе шансы выкрутиться из сложной ситуации тоже будут на "троечку".

Мы все знаем, что происшествия, обычно, не происходят по одной причине, я имею в виду при исправной технике. Нужна их комбинация. Причины могут быть разные - склонность повыделываться и поработать на публику, несоблюдение скоростных, режимов, непонимание процессов, происходящих в нестандартной ситуации, а зачастую и самого процесса полета летательного аппарата. Мне приходилось встречать пилотов, у которых понятие о физике управления самолетом сводилось к следующему: "Да нет там ничего сложного, ручку влево - самолет наклоняется влево, ручку вправо - самолет наклоняется вправо, ручку на себя - самолет летит в небо, ручку от себя - самолет летит в землю." Ну, а если он еще и знаком с "теорией" прибавления-вычитания ветра к воздушной скорости, то вот вам сценарий:

Заходит такой пилот на посадку на левый круг и летит от 3-го к 4-му. Ветер на земле дует строго вдоль полосы и поэтому у него сейчас чистый боковик. У полосы стоят друзья-зрители-родственники и т.д. и он хочет показать им, как он классно садится и поэтому он думет не о том, что и как он должен сейчас делать, а о том какое впечатление он на них произведет и вот он подходит к 4-му с непонятно какой скоростью (потому что не о том думает) и перед поворотом притормаживает самолет потому, что он "поворачивает на ветер" и сейчас к его воздушной скорости "добавится скорость ветра" и она станет слишком высокой. Он начинает поворот, но добавки скорости "почему-то" не получает, а вместо этого внутреннее по виражу крыло вдруг начинает падать. Но наш пилот "знает" как управлять самолетом и резко дает ручку вправо, чтобы наклонить самолет вправо и поднять падающее крыло, но вопреки его ожиданиям все происходит с точностью до наоборот и крыло падает еще резче и самолет ныряет носом к земле. Пилот "знает", что если потянуть ручку на себя, то самолет "должен" полететь в небо, что он и делает, но "почему-то" этого не происходит и через пару секунд - БУМ...

Его друзья с горечью пишут на форуме какой хороший он был парень, но он улетел навсегда и что, похоже, "черная весна-лето-осень-год" продолжается.

Так чего же не знал наш горе пилот? А того, что фоновый ветер на воздушную скорость не влияет, что в повороте скорость срыва  увеличивается и аппарат может сорваться заметно раньше, чем в горизонтальном полете и при этом внутреннее крыло сорвется первым, поскольку оно находится ближе к центру поворота и его воздушная скорость меньшне, чем у наружного крыла и что отклонив элерон вниз на внутреннем крыле, стараясь поднять его, он увеличит на нем угол атаки и еще больше сорвет его и вгонит самолет в штопор, на выход из которого, даже при правильных действиях, у него просто не хватит высоты, а он, уперев ручку в пузо, старательно удерживает самолет в срыве.

Как-то так..
 
описания упомянутого мною примера с разворотом самолета по ветру и изменением скорости относительно земли с 60 до 110 км в час. ( пост 348 )
Проичтал пост 348. Условие задачи понял, а в чем Ваш вопрос, на который над ответить - нет. Можете четко сформулировать вопрос?
aleksandrd, Вы что-то просите объяснить и описать. А что именно? В Вашем 348 посте только один вопрос:

какие будут переходные процессы?

О чём речь? Самолёт летел прямолинейно и равномерно, а потом повернул. Поворот для Вас является переходным процессом? Для меня является, т.к. в нём начали действовать новые силы (сила). Ну и что? Что Вы хотите найти?

Я хочу чтоб был описан весь процесс от начала разворота до окончания разворота, весь процесс разворота я считаю переходным, так как скорость изменялась с 60 до 110 км в час. Если не хватает времени разворота, предположим 15 секунд.
  Чтоб были видны новые силы и понятны откуда они берутся.

В этом описании не будет прямого ответа на мой вопрос. Но если описание будет верным и признан "не согласными", опираясь на описание переходных процессов относительно земли, поговорим о возможном влиянии этих процессов в других системах отсчетов.

Так как в интернете написано
"Всякая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является ИСО. Согласно принципу относительности, все ИСО равноправны, и все законы физики инвариантны относительно перехода из одной ИСО в другую. Это значит, что проявления законов физики в них выглядят одинаково, и записи этих законов имеют одинаковую форму в разных ИСО."

Если связь различных ИСО признают "не согласные" хотя-бы теоретически, хочу чтоб "оторвавшиеся от земли" принимали во внимание законы физики.

Или я наконец " спущусь с небес"
 
Покажите где что не так. 
Размер имеет значение. Для примера, ЛА с массой 300 кг, скорость относительно воздуха 20 м/с, скорость ветра 5 м/с , разворот на 180 градусов за 2 минуты (120 с) , летит против ветра, разворот на ветер, скорость относительно воздуха постоянная. Кинетическая энергия до поворота, скорость 15 м/с , 33750 Дж , после поворота, скорость 25 м/с, 93750 Дж. Разность энергий 60000 Дж. Что бы восполнить эту энергию требуется мощность 60000/120=500 Вт. С учётом того, что для поддержания постоянной скорости в развороте нужно увеличивать мощность двигателя, эту разность Вы не заметите.

Как мне думается в этом ответе уже содержится ответ на мой вопрос, и объяснение почему этими силами ни кто не озабочен. Просто  эти силы обычно очень маленькие.

Но это принципиально.  И хочется увидеть логические доказательства наличия этих сил, их величину. Или отсутствие.

Как пишет 5ZF : " тут надо  азы на "пятерку""  🙂
 
В этом описании не будет прямого ответа на мой вопрос. 
В чем состоит ваш вопрос, на котрый вы почему-то не расчитываете получить прямой ответ?
поговорим о возможном влиянии этих процессов на другую систему отсчетов
Физические процессы не умеют влиять на системы отсчета.
 
В этом описании не будет прямого ответа на мой вопрос. 
В чем состоит ваш вопрос, на котрый вы почему-то не расчитываете получить прямой ответ?
поговорим о возможном влиянии этих процессов на другую систему отсчетов
Физические процессы не умеют влиять на системы отсчета. 

Мои пожелания в посте 379.

Про системы отсчета формулировку исправил.
 
Отлично, помогите рассмотреть отдельно только одну систему по отношению к земле на моем примере:
разворот самолета по ветру . Скорость воздушная 70 км в час
А какое отношение имеет воздушная скорость, если мы расматриваем ТОЛЬКО ОДНУ систему на земле?

А кто вас заставляет использовать эти данные если в ваших выкладках они не нужны  :question

Я просил о другом, и помощи пока не получил.
 
Я хочу чтоб был описан весь процесс от начала разворота до окончания разворота

Не вопрос. Для наглядности считаем воздух относительно земли неподвижным. Пилот управляет самолётом. Делает правый крен, даёт правую педаль. Самолёт становится в крен и начинает разворот. Пилот увеличивает обороты мотора и берёт ручку на себя настолько, что нормальная составляющая теперь уже наклонённой подъёмной силы становится равной полётному весу. Самолёт описывает круглый вираж.

Усложняем задачу. Самолёт летит прямо, а под ним перпендикулярно ему едет автомобиль. Пассажиры наблюдают за самолётом и смотрят, как он становится в вираж и делает его. Если самолёт отворачивает в сторону, противоположную движению автомобиля, то он (самолёт) быстро исчезает из поля зрения пассажиров автомобиля. Можно даже сказать, с каким ускорением по отношению к автомобилю движется самолёт. Оно будет пропорционально cos t.

Думаю, что я детально описал процесс. Движущийся автомобиль тождествен перемещающейся массе воздуха и при этом пассажиры автомобиля стоят на земле, т.к. роль автомобиля теперь играет земля.
 
Заходит такой пилот на посадку на левый круг и летит от 3-го к 4-му. Ветер на земле дует строго вдоль полосы и поэтому у него сейчас чистый боковик. У полосы стоят друзья-зрители-родственники и т.д. и он хочет показать им, как он классно садится и поэтому он думет не о том, что и как он должен сейчас делать, а о том какое впечатление он на них произведет и вот он подходит к 4-му с непонятно какой скоростью (потому что не о том думает) и перед поворотом притормаживает самолет потому, что он "поворачивает на ветер" и сейчас к его воздушной скорости "добавится скорость ветра" и она станет слишком высокой. Он начинает поворот, но добавки скорости "почему-то" не получает, а вместо этого внутреннее по виражу крыло вдруг начинает падать. Но наш пилот "знает" как управлять самолетом и резко дает ручку вправо, чтобы наклонить самолет вправо и поднять падающее крыло, но вопреки его ожиданиям все происходит с точностью до наоборот и крыло падает еще резче и самолет ныряет носом к земле. Пилот "знает", что если потянуть ручку на себя, то самолет "должен" полететь в небо, что он и делает, но "почему-то" этого не происходит и через пару секунд - БУМ...

На самом деле события будут развиваться по несколько иному сценарию. Пилот собирается пролететь над ВПП по ветру. Поскольку его высота уже невелика, он на 4-м развороте скоро окажется в условиях сдвига ветра. Если сдвиг застанет его на 4-м развороте, то нужно знать, что с понижением высоты ЛА его воздушная скорость будет возрастать, т.к. скорость попутного ветра падает. Поэтому разворот будет устойчивым, высота полёта будет уменьшаться медленно. Несмотря на возможный недостаток скорости после разворота, потери воздушной скорости может не случиться. Посадку пилот совершит на высокой скорости относительно земли.

Всё произойдёт наоборот в штатном режиме, когда садиться придётся против ветра. Соответственно с понижением высоты в полёте против ветра скорость ветра понижается, и понижается воздушная скорость ЛА. Крен на 4-м развороте может оказаться неустойчивым, и конец опущенного крыла может сорваться. Если этого не случится, то при дальнейшем снижении на недостаточной скорости ЛА будет быстро терять высоту, и пилот ничего не сможет исправить. Исправлять будет в мастерской, если кости останутся целы.

Согласитесь, что эти сценарии более реальны и актуальны, чем то, на чём настаивает участник  aleksandrd.
 
На самом деле события будут развиваться по несколько иному сценарию....
... когда садиться придётся против ветра. Соответственно с понижением высоты в полёте против ветра скорость ветра понижается, и понижается воздушная скорость 
Абсолютно точно. Это и есть основной сценарий потери воздушной скорости при заходе на посадку. Причем при этом даже необязательно делать поворот - достаточно просто подойти к высоте начала сдвига ветра без достаточного на компенсацию сдвига запаса скорости.
 
Мои пожелания в посте 379
Там не сформулирован вопрос.

Если вас интересует, каким уравнением описывается движение самолета при повороте по ветру, то оно описывается стандартным уравнением динамики:
вторая производная от вектора положения ц.м. = векторной сумме всех сил, действующих на объект / массу

Сможете самостоятельно нарисовать эскиз самолета с векторами действующих на него сил и проинтегрировать это уравнение для  случая установившегося виража на интересующее вас число градусов?
 
Я хочу чтоб был описан весь процесс от начала разворота до окончания разворота

Не вопрос. Для наглядности считаем воздух относительно земли неподвижным. Пилот управляет самолётом. Делает правый крен, даёт правую педаль. Самолёт становится в крен и начинает разворот. Пилот увеличивает обороты мотора и берёт ручку на себя настолько, что нормальная составляющая теперь уже наклонённой подъёмной силы становится равной полётному весу. Самолёт описывает круглый вираж.

Усложняем задачу. Самолёт летит прямо, а под ним перпендикулярно ему едет автомобиль. Пассажиры наблюдают за самолётом и смотрят, как он становится в вираж и делает его. Если самолёт отворачивает в сторону, противоположную движению автомобиля, то он (самолёт) быстро исчезает из поля зрения пассажиров автомобиля. Можно даже сказать, с каким ускорением по отношению к автомобилю движется самолёт. Оно будет пропорционально cos t.

Думаю, что я детально описал процесс. Движущийся автомобиль тождествен перемещающейся массе воздуха и при этом пассажиры автомобиля стоят на земле, т.к. роль автомобиля теперь играет земля.

Спасибо, пример с автомобилем заставил призадуматься.
Земля держала  🙂
 
Вопрос: если в полный штиль по всем высотам снять на видеокамеру, расположенную на воздушном шаре, который находится значительно выше снимаемого дельталета, который точно под шаром делает вираж на 360*, то траектория полета будет- ровное кольцо. правильно?
второй вариант:
тот же воздушный шар с камерой, снимающий дельталет, который выполняет такой же вираж, но, теперь уже не штиль, а ветер 25м.с.  на всех высотах. т.е. воздушный шар движется со скоростью ветра. так вот траектория виража дельталета будет такой же, как в штиль? ровное кольцо, или что то вытянутое?
кольцо не относительно земли, а относительно возд. шара?
 

Вложения

  • 4_forces_of_Flight.jpg
    4_forces_of_Flight.jpg
    27,5 КБ · Просмотры: 85
Назад
Вверх