Pitanje:
Zašto bi jedrilica imala vodeni balast? Ako pokušava ostati uzdignut bez motora, ne bi li bilo bolje biti što lakši?
Lnafziger
2014-01-05 21:57:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dakle, gledao sam opis jedrilice ASW 27 B i naletio na ovu izjavu:

Dva spremnika za vodu u krilu i dodatnih 35 litara spremnik u trupu omogućuje ASW 27 B da nosi više vodenog balasta od bilo kojeg drugog jedrilice od 15 m, a također mu pruža najširi raspon krilnih opterećenja

Ako jedrilica pokušava ostati uzdignuta što duže, zar ne bi bilo bolje biti lagan? Zašto biste dodali balast i mogli ga odbaciti?

Uz sve prednosti brzine, bacanje balasta neposredno prije slijetanja daje i * sjajne * fotografije. Povremeno se koristi i za iritaciju konkurenata (^ _-)
@yankeekilo: Haha, dobri bodovi!
Također pokušavate letjeti daleko i brzo, što zahtijeva energiju. A težina + gravitacija izvrstan su način za pohranu energije.
Osam odgovori:
#1
+59
Force
2014-01-06 01:16:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Masa ne utječe na maksimalnu udaljenost, već samo na maksimalnu izdržljivost.

Na primjer, slikajte dvije identične ravnine A i B: A ima 50 kg manje od B. Pod pretpostavkom bez vjetra (vodoravno / okomito) i brzinom najboljeg klizanja, oba jedrilica sletjet će na točno isto mjesto.

Lakši zrakoplov A, međutim, stići će kasnije od B, jer je brzina najboljeg klizanja manja od za B. U zaključku možete reći da dodatna masa samo povećava brzinu krstarenja, ali ne i putnu udaljenost.

Natjecanja jedrilicama većinu su puta rute kojom morate letjeti u najkraćem mogućem roku. To znači da, ako imate veću brzinu najboljeg klizanja, možete brže letjeti na natjecanjima.

Jedina loša strana veće težine je što će vam se smanjiti dizalica u termikama i zbog pri većoj brzini teže je centrirati termiku.

Moguće je u određenoj mjeri pomaknuti i gravitacijsko središte (CG) s dodatnim opterećenjem. Što je dalje do krmene granice, to je vaša maksimalna udaljenost veća. To je zato što ćete imati manje sile potiska od potrebnog stabilizatora. (Ako je CG na prednjoj granici, morat ćete povući upravljačku palicu kako biste prešli u nivo, stoga imate više povlačenja). Međutim, mislim da je ovo prilično pozitivan nuspojava i da se većina vode koristi za brže letenje.

Izvor: Ja sam pilot jedrilice i trenutno pohađam ATPL trening.

Još jedan nedostatak / upozorenje većeg opterećenja je veća brzina staje.
Da, nekako sam implicirao da je s "većom brzinom teže centrirati termiku", ali u potpunosti ste u pravu. Većinu vremena centrirate termiku neposredno iznad brzine zaustavljanja.
Dva su čimbenika: veća brzina zaustavljanja i veći omjer sudopera. Oboje imaju štetne učinke na kruženje, posebno. u slaboj / uskoj termici. Ali spomenuo sam veću brzinu staje uglavnom zbog dodatne brige koju morate poduzeti, na pr. u blizini terena (grebeni) ili u slučaju iznenadnog slijetanja koje možda neće ostaviti vremena za pravilno odlaganje.
Ovo je dobar odgovor, ali, što se tiče CG-a, većina modernih jedrilica ima specifičan i drugačiji balast koji se nalazi u repu, a ne u krilima.
Zapravo, teže jedrilice letjet će dalje s iste visine. Veće opterećenje krila omogućuje mu letenje većim Reynoldsovim brojem, a za jedrilicu to znači manje trenje.
@PeterKämpf Imate li izvor za to?
Ovo odgovara na pitanje, ali ne odnosi se na aerodinamiku: zašto teže jedrilice imaju veliku maksimalnu L / D brzinu?
U ovom se odgovoru ne govori o jednom dijelu mog odgovora: Zašto biste htjeli odbaciti balast, s obzirom na prednosti koje navodite, ne bi li fiksni balast bio bolji?
@PeterKampf zašto se otpor trenja smanjuje s povećanom brzinom zraka? Mislio bih da je točno suprotno.
@pericynthion: U pravu si, i htio sam reći koeficijent otpora. Moram preformulirati svoj komentar.
@Force: Reynoldsov broj raste s brzinom, a koeficijent otpora trenja opada. Leteti pri većem opterećenju krila znači letjeti pri režimu veće brzine i pri nižem koeficijentu otpora trenja, što znači da je bolji L / D nego u istoj polarnoj točki pri manjoj brzini. Ovo je osnovna aerodinamika - koji vam izvor treba?
@PeterKämpf Ah, to sada ima smisla. Hvala, bio sam zabrinut da sam imao osnovni nesporazum :)
@PeterKämpf Kao što je istaknuto u odgovoru, pretpostavljam da oba jedrilica lete _brzinom najboljeg klizanja_
@Force ... da, što znači da se leti brže jer ima veće opterećenje krila. Toliko kažete u svom odgovoru. Ako netko stigne ranije na isto mjesto, * morao je letjeti brže.
@Lnafziger: Jer će slijetanje biti mekše ako se prethodno riješite suvišne težine / mase.
#2
+23
yankeekilo
2014-01-08 04:26:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Uz ostale odgovore, pogledajmo i ovaj L / D (= E) dijagram primamljivog DG-1000 od DG Flugzeugbau (ali ne bojte se, to vrijedi za sve jedrilice):

enter image description here

Najbolji omjer L / D jednak je za različita opterećenja krila, ali se javlja pri različitim brzinama - što je veće opterećenje, veća je brzina. Također možete vidjeti da je minimalna / zaustavna brzina veća i za veća opterećenja.

Sljedeći dijagram prikazuje polarnu krivulju: enter image description here

Vi možete vidjeti da se minimalna brzina potonuća javlja pri najmanjem opterećenju. Što je opterećenje veće, dulje ćete morati kružiti u istoj termalnoj jedinici za određeni porast visine.

Opterećenje predstavlja kompromis između veće prosječne brzine i manje učinkovitog penjanja. U slučaju jakih termičkih i / ili dugih intervala klizanja, optimum se pomiče prema većem, u slabim uvjetima prema manjem ili nikakvom balastu. Dobra stvar je što vodu možete ispuštati prilično brzo (također djelomično), tako da se na natjecanju obično nastojite napuniti (i u slučaju odlagati), a ne pokrenuti svjetlo (npr. Quintus do 250 litara!)

Krmeni balast u vertikalnoj stražnjoj ploči ponekad se koristi za uravnoteženje prednjeg CG uzrokovanog vodom u krilima - ovisno o vašem brodu, djelomično odbacivanje može biti problematično.

Naravno da postoje mnoge filozofije i taktičke rasprave u vezi sa sporom "voda ili bez vode", ali kad prestignete identičan, lakši brod s punim krilima i bez gubitka visine, stižete do pogledajte koliko zabavni balast može biti (do sljedećeg termalnog, tj.).

#3
+13
Peter Kämpf
2017-03-09 02:46:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Prilagođavam se s više od 3 godine jer nisam u potpunosti zadovoljan odgovorima ovdje. Da, Lnafziger, kad želiš ostati što duže budan, avion bi trebao biti što lakši. Ali ponekad trebate brzo sići: Tada se dodaje vodeni balast.

Sila je u pravu: Vodni balast sve ubrzava. Ali tu je i više od toga.

Također StallSpin ima dobru poantu: veće opterećenje krila jednako je manjim smetnjama od naleta.

Ali treba uzeti u obzir dvije točke:

  1. Veća brzina znači veći Reynoldsov broj. Budući da ovaj broj pokazuje omjer inercijskih i viskoznih sila, to znači da je otpor trenja relativno niži. Posljedica je to da jedrilica s većim opterećenjem krila doista leti malo dalje od lagane jedrilice kad obje lete najboljom brzinom d / d. Razlika nije velika, ali težem brodu daje još jednu brzinsku prednost kada može napustiti zadnji termalni jedan zavoj ranije od lakšeg jedrilice.

    Ali veći Reynoldsov broj čini još veću razliku pri maloj brzini: kotrljanje kontrola je znatno poboljšana vodenim balastom. U rasponu brojeva Reynoldsa tipičnog za vanjsko krilo jedrilice pri maloj brzini (mnogo manje od jednog milijuna), povećanje brzine značajno poboljšava otpor staja i upravljačku snagu.

Friction drag coefficient of a flat plate over Reynolds number
Koeficijent otpora trenja ravne ploče preko Reynoldsovog broja (slika izvor). Krivulja za jedrilicu je između potpuno laminarnih i potpuno turbulentnih. Obratite pažnju na dvostruke logaritamske osi.

  1. Taktika: Vodeni balast koristi se uglavnom na natjecanjima, a kada nekoliko zrakoplova dijeli jedan termalni uređaj, svaki pilot čeka da drugi odlete do sljedećeg termalnog. Gledajući ostale govori joj / joj gdje je najbolji put za minimalni gubitak visine. Zbog toga čak i najviši piloti u termičkom otvaraju kočnice, samo da ne bi prvo napustili termalnu. S vodenim balastom smanjuje se brzina uspona (veći sudoper i veći radijus okretanja zavjeruju se da značajno smanje brzinu uspona jedrilice), pa će pilot s vodenim balastom čak imati taktičku prednost u fazi uspona leteći težim brodom.
vrlo zanimljivi detalji, jedno pitanje: u zrakoplovima, što je avion teži, stopa spuštanja je manja - kako balast pomaže u brzom spuštanju u ovom scenariju?
@ymb1: Ne, i teži avioni brže lete i brže se spuštaju. Nema smisla dodavati balast u avion s motorom, osim ako ne trebate ispraviti mjesto cg.
Žao mi je što mislim da moje pitanje nije bilo jasno. Zbog ograničenja komentara, postavio sam [novo pitanje] (https://aviation.stackexchange.com/q/75181/14897).
Iako je vrlo jasno da govorite o općenitoj "potrebi za brzinom", vaš specifični komentar "Ali ponekad trebate brzo sići: Tada se dodaje vodeni balast." čini se da je izazvao određenu zbunjenost. (Vidi na primjer https://aviation.stackexchange.com/q/75181/34686). Možda biste mogli razmisliti o promjeni na nešto s učinkom "Ali ponekad trebate letjeti brzo. Tada se dodaje vodeni balast."
#4
+4
StallSpin
2014-01-06 04:10:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Forceov odgovor je uglavnom odgovor , ali također uzmite u obzir da je masa = inercija. Ako težite više, manja je vjerojatnost da će vas uznemiriti bilo koja vanjska sila (turbulencija). Lakši zrakoplov je upravljiviji, ali će se i dosta poskakivati.

Ne mogu komentirati koliki su utjecaj dotičnih prigušnica na to utjecali na jedrilicu.

Vjerojatno puno, s obzirom na to da su jedrilice uglavnom puno lakše od zrakoplova iste veličine s unutarnjim pogonom.
#5
+4
Sula
2015-02-06 08:41:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Force odgovor je vrlo dobar. Ali izjava "dodatna masa samo povećava brzinu krstarenja, ali ne i putnu udaljenost", istinita za bilo koje jedrenje, ne uzima u obzir činjenicu da uvjeti prikladni za vinuti obično postoje ograničeno vrijeme svaki dan - pa povećavanje brzine krstarenja definitivno povećava udaljenost.

StallSpin stav o smanjenom učinku turbulencije na balastirano jedrilicu je značajan. To se najbolje vidi kada letite grebenom, koji za jakog vjetra može biti vrlo grub. Jedrilica s balastom, trpi manje ubrzanje nametnuto od grubog zraka, može letjeti brže i niže, tamo gdje je komponenta vodoravnog vjetra manja, što zahtijeva manji kut rakova.

#6
+3
vsz
2015-10-21 00:43:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Još jedan faktor koji postojeći odgovori ne spominju: ako letite jedrilicom s dva sjedala, možda biste trebali dodati balast kako biste ispravili svoje težište.

Jedrilice su lagane, tako da nestala osoba može imati značajan utjecaj na težište. Dvosjed je optimiziran za letenje s dvoje ljudi na brodu. Čak sam vidio kako se olovni balast koristi u nosu jedrilice kada je vrlo tanak i mali vježbač letio s teško postavljenim instruktorom na stražnjem sjedalu.

Zbog toga posjedujem preko 50 kilograma olovnog sačma, ušivenog u platnene vrećice. Sjedim na njemu dok letim jedrilicom. Drugi, teži, piloti sjede na nečem drugom. Zapravo, ozbiljno, ovaj bi se odgovor mogao malo poboljšati proširivanjem kako bi obuhvatio jedrilice s jednim sjedištem. U gotovo svim jedrilicama jedrilica pilot se nalazi daleko ispred CG-a, pa lagani pilot vrlo često mora nositi balast na mjestu pilota kako bi CG ostao u dopuštenoj ovojnici. Nije zapravo ono o čemu se pitalo izvorno pitanje.
#7
+1
quiet flyer
2020-03-13 06:23:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Uz sav dobar sadržaj u svim ostalim dobrim odgovorima, valja istaknuti još jednu stvar: kada se zračna masa kreće vodoravno i / ili okomito, omjer klizanja po tlu razlikuje se od odnosa klizanja kroz zračnu masu , pa je stoga omjer klizanja po zemlji drugačiji od omjera L / D.

Pri klizanju na čeoni vjetar, maksimalni dobiveni omjer klizanja u odnosu na tlo veći je kada je jedrilica teška nego kad je lagana . To lako sami provjerite: počevši od drugog dijagrama u ovom povezanom odgovoru, proširite vodoravnu os ulijevo dovoljno daleko da uključi ishodište grafa. Sada stavite olovku na točku (x = 50 km / h, y = 0). Polazeći od ove točke (x = 50 km / h, y = 0), nagib linije povučene tangente na krivulju brzine kretanja brzine nasuprot potonuća najveći je mogući omjer klizanja pri vjetru od 50 km / h u zraku koji se niti diže niti tonući. Možete vidjeti da je linija povučena tangenta na balastiranu krivulju ravnija (tj. Ima manji nagib) od linije povučene tangente na nebalastiranu krivulju.

Kad uzmemo u obzir da kada jedrilica leti zadatak koji se vraća u početna točka vjetrovitog dana, uvijek provede više vremena leteći s komponentom čeonog vjetra nego s komponentom vjetrova, ovo nije trivijalna točka.

Prirodno, ovaj je učinak još izraženiji ako nacrtamo svoj tangensna crta od (x = 100 km / h, y = 0), koja predstavlja najbolji ostvarivi omjer klizanja pri letenju protiv protuvrijednog vjetra od 100 km / h.

Kada se na jakom vjetru uzdiže radio-kontrolirano minijaturno jedrilico u kosini nije neuobičajeno da se susretnu uvjeti u kojima lagano natovaren jedrilica ima poteškoća da uopće napreduje i samo tone gotovo okomito dolje na tlo, dok se teško opterećena verzija istog zrakoplova može letjeti puno bliže max L / D kut napada i tako može trčati prema naprijed velikom brzinom zadržavajući visinu ili penjanje.

Slično tome, ako uzmemo grafikon o kojem smo raspravljali i proširimo os y prema gore tako da se proteže u pozitivne vrijednosti za y i započnemo crtati našu tangentu od točke (x = 0, y = .2 m / s), možemo pronaći najviši mogući omjer klizanja u odnosu na tlo u prisutnosti nizvodnog sloja od 0,2 m / s i nultog vjetra / stražnjeg vjetra. Opet je linija povučena tangente na balastiranu krivulju ravnija (tj. Ima manji nagib) od linije povučene tangente na nebalastiranu krivulju. U silaznom sloju maksimalni dobiveni omjer klizanja u odnosu na tlo veći je kad je jedrilica teška nego kad je lagana. Budući da zrak između termike često tone na neke stupnja, ni ovo nije trivijalna točka. Jedan slučaj kada je pilot jedrilice najvjerojatnije zainteresiran za maksimiziranje svog omjera klizanja po zemlji je kada leti u zraku koji tone, a u ovoj situaciji balast pomaže.

Ista metoda može se koristiti za pronalaženje maksimalnog dobivenog omjera klizanja u odnosu na tlo u zraku koje tone uključuje komponentu čeonog vjetra. U ovom slučaju balast

Očito bi se ovaj odgovor mogao poboljšati dostavljanjem slika s relevantnim crtama na njima ili vezama do drugog web mjesta koje neovisno ilustrira isti postupak - sačuvat ću to za neki drugi dan.
#8
-3
DanO
2017-03-02 23:37:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jedna točka koja nije izričito spomenuta u drugim odgovorima jest da u jak vinuti dan nitko ne leti u najboljem slučaju L / D. Pretpostavimo da je lift jak i da uspon ne predstavlja problem. Prigušnica do max bruto. Krstarenje između termike na 100 čvorova. Brzina potonuća pri istoj brzini zraka bit će mnogo veća ako se ne priguši balast.

To možete lako vidjeti provjerom polarnih dijagrama danih u ovom povezanom odgovoru. Pogledajte drugi dijagram - grafikon brzine potonuća u odnosu na brzinu zraka za tri različita opterećenja krila. 100 čvorova je oko 180 km / h. Pri najvećem opterećenju, brzina potonuća pri ovoj brzini zraka iznosi 1,8 m / sek, a pri najlakšem opterećenju brzina potonuća pri ovoj brzini zraka iznosi 3 m / sek. To je 66% veća stopa potonuća.

Kada leti nekom zračnom brzinom koja je znatno iznad najbolje brzine L / D, balast zapravo povećava udaljenost nadoknađenu za isti gubitak visine.

"* Provjerite ploar dijagram za 100 čvorova pri max bruto *", bilo bi lijepo kad biste mogli uključiti ovaj dokument, jer to je čudna stvar da se domet može povećati samo dodavanjem težine ... ako je to bila istina, komercijalno zrakoplovi bi prevezli više putnika na većoj udaljenosti za niže troškove.
Da bih povjerovao u ovaj odgovor, potreban vam je vrlo dobar izvor koji će ga podržati.
Wow, puno glasova za ovu vrlo istinitu izjavu? Pretpostavljam da su negativni glas oznaka točnosti na ovom web mjestu. Nije ni čudo što je odustao nakon samo jednog odgovora. Uz to je očito da je izjava istinita samo gledanjem drugog dijagrama na ovaj srodni odgovor https://aviation.stackexchange.com/a/698/34686.
@mins - zadnjem retku vašeg gornjeg komentara obrađuju se posljednja dva odlomka mog povezanog odgovora ovdje https://aviation.stackexchange.com/a/75217/34686
@quietflyer: "* Vau, puno glasova za ovu vrlo istinitu izjavu? *", Negativni glasovi vjerojatno nisu zato što je to istina ili laž, već zato što čudna točka (što je zrakoplov teži, to je veći domet) nije dokazana i stoga "odgovor nije koristan", što je trenutno značenje glasa protiv (mislim da je u prošlosti bilo drugačije). Usporedi s Petrovim odgovorom koji je argumentiran. Možda možeš poboljšati post.
@mins - zapravo, prilično je dobro pokazao; samo nije jasno rekao o kojem grafikonu govori, što je bilo dato u drugom nedavnom odgovoru. Sad bi trebalo biti jasno.
@Notts90supportsMonica - izvor je sad naveden.


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...