Dihedral (fly)

I luftfart er tovannet vinkelen som dannes av planet for hver vinge og det horisontale planet.
Geometrien til dihedralet så vel som andre egenskaper ved flyet, slik som vingens posisjon på skroget og dets avbøyningsvinkel, bestemmer en effektiv dyhedral.
De kombinerte effektene av effektiv dihedral og girstabilitet (retningsbestemt) blir undersøkt for å analysere flyets laterale oppførsel ( rull og gjeng).

Dihedral geometri

Den tosidige vinkelen kan være positiv (flenser som strekker seg oppover) eller negative (flenser som strekker seg nedover). Dihedralet kan bare påvirke en del av bunken , som på den typiske Jodel- vingen eller på F-4 Phantom II . Hvis vingen har både en positiv og en negativ dihedron, snakker vi om en måkefløy (når stedet der dyhedronen forandrer seg er det høyeste punktet i baldakinen ) eller til og med en invertert måkefløy (når stedet der dihedralet endres er baldakinets laveste punkt).

Rullestabilitet

Vingenes dyhedral presenteres ofte som en tilstand av rullestabilitet.
Statisk sett må det være en innledende tilstand for stabil likevekt for at det skal være stabilitet. I luftfart, selv i såkalt "balansert" flyging, er den opprinnelige rullebalansesituasjonen oftest en ustabil balanse , kontrollert av piloten eller av en automatisk pilot. Denne ustabiliteten er lav (avviket er treg) og forhindrer ikke manuell pilotering; det samme gjelder å kjøre tohjuling, og læring som utgjør mestring av ustabilitet i rullene. I aerodynamikk er det symboler som kvantifiserer stabilitet i tonehøyde og gir , men det er ingen rullestabilitetskoeffisient . Da kjeften virker sterkt på rullen, griper den induserte rullekoeffisienten (av kjeven) inn i retningsstabiliteten for å definere spiralstabiliteten (se nedenfor), som ikke er en rullestabilitet.

Dihedral og rullestyring

Yaw bevegelser kombineres med de i rull: en yaw bevegelse resulterer i en mer eller mindre sterk bevegelse i rull.

Man kan gjøre en balansert sving (ikke glatt) med et plan "to akser" uten finner. For å gjøre dette, aktiveres roret, flyet går sideveis (i skrått angrep), den fremrykkende vingen får mer luft enn den viker, den bærer mer, flyet vipper. Dette kalles indusert rull . Dette krever en gjennomsnittlig dihedral på ca. 8 °.

For såkalte "tre-akse" fly utstyrt med rulleskøyter, er dihedralen etablert slik at et skrått angrep (i yaw) genererer en indusert rulle som er tilstrekkelig for spiralstabilitet (se nedenfor). På et aerobatisk plan uten en dihedron er det praktisk talt ingen rull indusert av kjeften: De to aksene sies å være "frakoblet".

Effektiv dyhedral

Den effektive dihedralen eller "dihedraleffekten" betegnet Clb er variasjonen av rullemomentet Cl som en funksjon av girvinkelen b.

Verdien av den dihedrale effekten avhenger av:

vingenes dyhedral,
vingens posisjon på skroget. Den høye posisjonen til vingen øker den dihedrale effekten.
av vingepilen. Bakpilen øker den dihedrale effekten; 5 grader av bakpilen er verdt omtrent 1 grad av dihedral.
innfallsvinkel, spesielt for flyvende fly som Rutan VariEze . Den dihedrale effekten øker med forekomsten.
tverrløfting av skroget og finnen. Sidekreftene som produseres over tyngdepunktet (høy drift) øker den tosidede effekten. Fraværet av skroget (begynnelsen til luftfarten) reduserer den tosidede effekten.

Den tosidige effekten kombineres med retningsstabilitet for å gi spiralstabilitet . Dette fører til følgende dyhedrale verdier:

høy vinge

uten bakpilen: svakt positiv eller null dihedral med bakre pil: negativ dyhedral i størrelsesorden 4 til 6 grader. ( B-52 , C-5 Galaxy , Antonov An-225 , Airbus A400M ), AV-8B Harrier II .

lav vinge,

uten bakpilen: positiv dihedral, hyppig verdi 4 til 5 grader med bakpilen: null eller svakt positiv dihedral

Effekt av dihedral på rull og gjeng

Avhengig av om forstyrrelsen av banen gjelder valsen eller gjevingen, bidrar et positivt dihedron til å bringe eller omvendt til å flytte flyet fra sin opprinnelige vinkel.

Rulleforstyrrelse : Hvis flyet ruller inn i en rulle, får summen av vekten og vingene løftekraften det til å bevege seg sidelengs (skrått angrep, vinkel uten gir). Når flyet er vippet, er angrepsvinkelen til den nedre vingen større; den slites mer, dette skaper et rullende øyeblikk i motsatt retning av den opprinnelige rullevinklingen. På grunn av dihedralet og pilen har den lave vingen en effektiv vingespenn større enn den for den høye vingen; dens heisinduserte drag er mindre enn den for den høye vingen. Denne forskjellen i motstand gir et girmoment som genererer en motsatt retning av den induserte rullen for å vippe den første rullen.
Yaw forstyrrelse : Hvis flyet gjesper (skrått angrep), vil den tosidede effekten generere indusert rulling , desto mer som toalettet (og pilen) er viktig. I dette tilfellet beveger den induserte rullen flyet bort fra sin opprinnelige rullevinkel. Det er flyet som har den svakeste dihedrale effekten (aerobatisk fly: medianvinge, ingen dihedral eller pil) som da vil være minst avviket fra den opprinnelige rullevinkelen. Vi kan si "den mest stabile i rull" for enkelhets skyld, eller rettere den minst ustabile, men vi har nettopp sett at denne forestillingen om stabilitet "i rull" ikke kan brukes.

Effekten av dihedralet på tilbøyeligheten i svingen

Flyet vil reagere på en feil eller et bankoverskudd i en sving:

Hvis flyet er for skrått, vil det gli sideveis mot innsiden av svingen,
Hvis flyet ikke er banket nok, vil det skli sideveis mot utsiden av svingen.

I tilfelle gliden:

hvis den tosidige effekten oppveier kjevestabiliteten, vil flyet rette seg opp (rullens tilbøyelighet vil avta); Vi har en såkalt spiralstabilitet .
hvis den tosidige effekten ikke er tilstrekkelig, vil flyet vende seg mot innsiden av svingen under påvirkning av driften; under effekten av rullen som er fremkalt av kjevelen, vil den gå mer rulle og nese nedover: dette er "engasjert sving" som er karakteristisk for spiral ustabilitet.

Nederlandsk rull

For å lette pilotering i dårlig sikt (tap av visuelle referanser som kan føre til den engasjerte svingen), har reiseplaner alltid positiv spiralstabilitet (den effektive toveggen oppveier kjevestabiliteten). Dette resulterer i flukt i turbulente forhold ved koblede svingninger og forskjøvet i tid i gjeng og rull: dette er den " nederlandske rullen ".

Relaterte artikler

Merknader og referanser

Stabilitet av bek (DCl / da eller CLA) og yaw (DCN / db eller Cnb), der a er angrepsstigningsvinkel og giringsvinkelen b
... vanlig økning i dihedral effekt med økende angrepsvinkel. Aiplane Stability and Control, side 171 Abzug-Larrabee
"For VariEze ... diederet effekt (Clb) økt med en faktor på 4 i den AOA område fra 0 til 20 °." NASA TM 88354 - En titt på håndteringskvaliteter for Canard konfigurasjoner
Retningsstabilitet bemerket Cnb (variasjon av gjengemomentet Cn som en funksjon av girvinkelen b) avhengig spesielt av overflaten og spakarmen til den vertikale stabilisatoren
"Highwing. Dihedral effekt økes med ca 5 grader", Aiplane Stability and Control, side 93 Abzug-Larrabee