Dwars-stabiliteit in verband met hoogte zwaartepunt

@bdoets: tnx for the compliment

 

Als je in dat pilots handbook kijkt, zie je ook duidelijk uitgelegd, dat als het over longitudinale stabiliteit gaat, dat het 'pendulum effect' (keel effect) wel degelijk bestaat.

Ga nu die werptoestelleties uit dit topic maar een hogere vleugelbelasting geven, en laat ze een bocht vliegen, dan zal het verschil snel duidelijk worden.

 

Dit is wel een erg lang draadje aan het worden, maar wel leuk!

Ik heb dus ook een paar gedachtes over dit onderwerp.

Wat ik overal mis is dat ervanuit gegaan wordt dat het vliegtuig de zwaartekracht altijd recht naar beneden ervaart.
Maar in de praktijk merkt het vliegtuig een combinatie van zwaarte en versnellingskracht (centrifugaal kracht).
Stel het toestel rolt naar rechts in een normale vlucht, de zijdelingse component van de lift zal erdan voor zorgen dat het vliegtuig naar rechts gaat bewegen.
De combinatie van zwaarte en versnellingskracht zal dan naar links gericht zijn en het vliegtuig in evenwicht houden.

Vergelijk het met een fiets zonder bestuurder.
Geef je die een zetje op de weg terwijl hij iets naar rechts helt dan zal die eerst een bocht naar rechts maken, de centrifugaalkracht die dan naar links duwt zal de fiets weer rechtop zetten totdat hij weer rechtuit rijdt.
Natuurlijk binnen redelijke grenzen en zolang de fiets in beweging is.

En dan nog even over die V stelling.
We weten allemaal dat een kist zonder rolroeren niet kan vliegen zonder V stelling.
Dit komt omdat de V stelling de kist stabiel houdt EN de bocht in stuurt.
Geef je namelijk richtingsroer naar rechts dan zal het vliegtuig eerst gaan slippen naar links, de lucht komt dan dus van links voor.
Vouw een een vleugel van papier met 30 graden v stelling en 10 graden instelhoek voor duidelijkheid.
laat nu de lucht van links-voor komen
Je zult nu zien dat de invalshoek van de linkervleugel al snel het dubbele is als de invalshoek van de rechtervleugel!
De v stelling versterkt het neveneffect van het richtingsroer dus enorm!
Geef je richtingsroer rechts dan zijn er dus 3 effecten die de kist de hoek om sturen:
1) Het richtingsroer stuurt de neus naar rechts.
2) De linkervleugel krijgt meer invalshoek als de rechter en wil dus omhoog (kist rolt naar rechts) De
3) De linkervleugel zit in de buitenbocht en gaat dus sneller als de rechtervleugel, en heeft dus ook meer lift.

Meer v stelling verhoogt dus de stabiliteit maar verhoogt ook het effect van het richtingsroer!

Groeten Willem





Groeten Willem

 

Longitudinale stabiliteit gaat over de neusstand (pitch dus). Het "keel effect" is in het nederlands windvanen, dus wat je stabilo en kielvlak doen. Volgens mij hebben we het daar in dit draadje niet over, het gaat over laterale stabiliteit en positie van het zwaartepunt.....

 

Het is precies andersom, Arjan

Lees dat handboek maar eens, vanaf pagina 16.

 

Longitudinale stabiliteit gaat over stabiliteit over de longitudinale as van het vliegtuig. Deze bevind zich van voor in de neus tot achter in de staart. De beweging om deze as heet rollen en word primair veroorzaakt door de ailerons, of in het Nederlands, rolroeren.

 

Euuuuh mannuh! Wel goed lezen!

Op pagina 4-11, fig4.15:


En vervolgens deze tekst aan het begin van pag. 4-14.

Longitudinal Stability (Pitching)
[FONT=Times,Times][FONT=Times,Times]In designing an aircraft, a great deal of effort is spent in developing the desired degree of stability around all three axes. But longitudinal stability about the lateral axis is considered to be the most affected by certain variables in various flight conditions.[/FONT][/FONT]

[FONT=Times,Times][FONT=Times,Times]Longitudinal stability is the quality that makes an aircraft stable about its lateral axis. It involves the pitching motion as the aircraft’s nose moves up and down in flight. A longitudinally unstable aircraft has a tendency to dive or climb progressively into a very steep dive or climb, or even a stall. Thus, an aircraft with longitudinal instability becomes difficult and sometimes dangerous to fly.[/FONT]
[/FONT]
Arjan heeft wel helemaal gelijk!!!!

Dirk.

 

@peter: even om er nog wat bij te halen. volgens jouw beredenering, grijpen ALLE krachten in het CG aan... dus ook de krachten van bijvoorbeeld de motor. als dit zo is, dan is motordomping compleet useless, omdat de kracht van de motor toch geen effect heeft op de stand van het vliegtuig.

 

Volgens mij zegt Peter dat ook helemaal niet. Natuurlijk moet een kracht die vanuit een werklijn die niet door het zwaartepunt loopt wordt verschoven naar een werklijn die wel door het zwaartepunt loopt vergezeld gaan met een koppel gelijk aan de kracht maal de afstand van de veschuiving. Op diverse plaatsen geeft hij wel koppels aan, maar in situaties waarin door symmetrie koppels elkaar opheffen heeft hij ze weggelaten.

Trouwens om nog even terug te komen op de vraag of de draaiingsas door het zwaartepunt gaat, nog een tweetal vragen:

1. om welke as "rolt" een vliegtuig;
2. wat is de definitie van die as in de vliegtuig natuurkunde

Die zelfde vragen kunnen we herhalen voor "pitching" en "yawing".

Dus wat is de conclusie???

 

Ik begrijp de bedoeling van je laatste twee vragen niet maar...
1. Een vliegtuig rolt om de longitudinale as (langsas, de as van de neus naar de staart, door het zwaartepunt heen). De "rolstabiliteit' heet laterale stabiliteit. Het is de stabiliteit van de laterale as.

Pitchen gaat om de laterale as (dwarsas), de as evenwijdig aan de vleugels door het zwaartepunt;
Gieren om de verticale as (topas); haaks op de andere twee, door het zwaartepunt.

Zie LUCHTVAARTNAVIGATIE CURSUS - Bewegingsassen.

En wat is dan de conclusie.....?

 

I stand corrected.. ik verkeek mij op het feit dat de rolstabiliteit de stabiliteit om de longitudinale as is.

Hoe dan ook, in dat handboek staat duidelijk uitgelegd dat het keel effect wel degelijk van invloed is op de rolstabiliteit. En alle plaatjes in de topicstart gaan over rollen, het zijn allemaal vooraanzichten.

 

Er staat dat het kielvlak achter en boven het CG moet liggen. Dat zorgt dat de vleugels weer horizontaal gedrukt worden als het toestel rolt en gaat slippen. Of de vleugels zelf boven of onder het zwaartepunt zitten maakt voor dit effect helemaal niks uit, precies wat Peter en Ariel al hebben ontdekt.

 

Een kielvlak is primair bedoeld voor richtingsstabiliteit, niet voor rolstabiliteit. De bijdrage aan de rolstabiliteit is zeer gering.

 

En sowieso staat er dus wel dat de gewichtsverdeling van belang is, dat gewicht onder de vleugel stabiliteit brengt, gewicht boven niet. Lees het stukje over het keel effect

 

Hoi,

Ik geloof dat we het oorspronkelijke onderwerp (Dwars-stabiliteit in verband met hoogte zwaartepunt) een beetje uit het oog verliezen, en in een onduidelijke welles/nietes-situatie terecht drijgen te komen. M.n. dat laatste is niet leuk en niet produktief.


Wat conludeer ik nu uit de gevoerde discussie en aangevoerde argu- en experiementen:

1. Dwarsstabiliteit heeft veel minder te maken met een hoge of lage ligging van het ZW-punt dat ik had verwacht.
2. Slippen heeft zelfs een stabiliserend effect bij vleugels zonder V-stelling

Verder hebben we daarnaast (vooral over ons zelf) geleerd:

• Goed lezen is toch best lastig
• een eenduidige begrippenset, die door iedereen gebruikt wordt, vermindert evt. spraakverwarring enorm
• gevoelsmatige oorzaken en gevolgen blijken vaak niet correct te zijn.

Ik denk dat de modelbouwwetenschap hier meer dan alleen aerodynamische kennis heeft vergroot.

Gr. Dirk

 

Dat alle draaibewegingen om drie onderling loodrechte assen door het zwaartepunt gaan, en daarmee dus ook de overall draaiing. Dat werd eerder met een zekere stelligheid ontkent en aangevoerd als bewijs dat Peter's beschouwingen in post 1 niet correct waren.

Ik dacht dat dit toch wel degelijk over het oorspronkelijke doel van dit draadje gaat.

 

ik geloof wel dat alle draaiingen door het zwaartepunt gaan, maar ik geloof niet dat alle krachten in het zwaartepunt aangrijpen. dan zou je nl niet kunnen rollen klimmen of gieren.

 

Dat wordt ook niet beweerd. Krachten grijpen aan waar ze aangrijpen. Maar voor evenwichtsbeschouwingen verplaats je ze naar een werklijn die wel door het zwaartepunt gaat, wat dan gecompenseerd wordt door toevoeging van een krachtenkoppel (moment) gelijk aan de kracht maal de afstand van de verschuiving.
Als je dat voor alle optredende krachten doet kan je uiteindelijk de totale resulterende kracht op het lichaam bepalen, die dan de richting en grootte van de versnelling bepaalt. Ook kan je de grootte en richting van de totale moment resultante bepalen, die dan de richting van de draaiingsas en de hoekversnelling van de verdraaiing bepalen.
Dat alles volgt uit de wetten van Euler die uit de wetten van Newton kunnen worden afgeleid.

 

Als ik het goed begrijp(dit stukje natuurkunde heb ik even gemist) mag je een kracht verplaatsen over zijn werklijn, als je er dan maar een koppel aan plakt. De werklijn van Lift neem ik aan, ligt van vleugeltip tot vleugeltip, toch? Anders zou namenlijk de werking van de kracht(in de tekening/versimpeling) niet meer overeen komen met wat ie werkelijk doet. Als dat het geval is ligt de werklijn bij een hoogdekker nog steeds boven het zwaartepunt en bij een laagdekker nog steeds onder het zwaartepunt. Wat dus betekend dat de tekeningen van Peter onjuist zijn en zijn hele theorie ontkracht.

 

Nee, een kracht mag je altijd verschuiven langs/over zijn werklijn. Dat verandert niets aan zijn uitwerking op een (star) lichaam. Als je een kracht verplaatst naar een andere werklijn evenwijdig aan de oorspronkelijke, dan moet je wel een koppel toevoegen.
De werklijn van de liftkracht van een vleugel staat loodrecht op het vleugeloppervlak en gaat (ruwweg) door het zwaartepunt van het vleugeloppervlak. Dat zijn de liftkrachten L die Peter regelmatig aangeeft.

Groet,

Ad