El ala de la aeronave genera elevación cuando avanza, si es cierto, ¿debería la aeronave seguir subiendo mientras avanza?

Answer 1

No, no es verdad.

En los días de Aristóteles, se creía que un objeto se mueve en la dirección de una fuerza que actúa sobre él, y la velocidad del objeto es proporcional a esa fuerza.

Avance rápido al siglo XVII: Newton modificó nuestra comprensión del movimiento. Ha establecido que un objeto para el cual la suma de fuerzas es cero, seguirá moviéndose a la misma velocidad, y que cuando la suma de fuerzas sea diferente de cero, hará que el objeto acelere.

En términos generales, los aviones en el aire experimentan cuatro fuerzas:

• Empuje, generado por el motor / hélice / cualquier sistema de empuje que exista, su dirección generalmente está alineada con el propio eje del avión. Comúnmente muy alineado con la dirección del movimiento en relación con el aire, pero no con precisión.
• Arrastre, opuesto a la dirección de movimiento del avión en relación con el aire, y como tal, muy cerca del opuesto al empuje.
• Peso, hacia la tierra. Típicamente hacia abajo y perpendicular a la dirección del movimiento, pero no necesariamente así.
• Elevación, típicamente hacia arriba o en diagonal, pero básicamente perpendicular a la cuerda del viento y a la dirección de movimiento relativa al aire.

Si el peso y el elevador son paralelos, y ni el empuje ni la resistencia tienen ningún componente vertical (es decir, vuelo recto y nivelado), si el peso es mayor que el elevador, el avión acelerará hacia abajo, en caso de ser el otro alrededor, el avión acelerará hacia arriba.

Es importante comprender que si bien se requiere aceleración para iniciar un ascenso o descenso, no es necesario mantenerlos. Después de que el avión se estableció en un ascenso, la suma de fuerzas sobre él debe ser cero para que se mantenga el ascenso.

Además, en una escalada típica de velocidad fija, una parte del empuje tiene un componente que se opone a la gravedad, lo que significa que la elevación durante la escalada suele ser incluso menor que el peso del avión.

Bocetos tomados del sitio web del Centro de Investigación Glenn de la NASA. Ignore las ecuaciones, no quería editar su imagen. Solo el equilibrio de fuerzas es importante en el contexto de mi respuesta.

Answer 2

Con suerte, en algún momento de tu educación aprenderás sobre el equilibrio de fuerzas.

Suponiendo un sistema de coordenadas cartesianas por simplicidad, imagine que la dirección recta de vuelo es la dirección X y que perpendicular a esa dirección de vuelo y “apuntando hacia arriba” es la dirección Z. La gravedad actúa en la dirección “Z negativa” (hacia el centro de la Tierra, pero aquí en nuestro marco cartesiano, está hacia la superficie de la Tierra …)

Uno necesita el Ascensor para contrarrestar el efecto de la gravedad que constantemente empuja al avión hacia la superficie de la Tierra. Uno vuela recto y nivelado, cuando el componente del elevador que apunta directamente hacia arriba es igual a la masa de la aeronave multiplicada por la aceleración gravitacional en ese punto sobre la superficie de la Tierra (el “peso” local de la aeronave).

NOTA: La elevación se genera normal a la línea que conecta la parte delantera del ala a la parte trasera del viento (línea de cuerda). Dado que el ala necesita un ángulo de ataque (relativo a la dirección de vuelo de unos pocos grados), el elevador no es recto, sino que se inclina un poco hacia atrás, unos pocos grados. El componente vertical directo equilibra el peso del avión y la pequeña cantidad apuntada hacia atrás se suma al arrastre del avión. La resistencia también es causada por la resistencia de la aeronave a su movimiento a través del aire. Los motores deben producir un empuje suficiente para superar el efecto de arrastre de la aeronave. La resistencia aumenta a medida que el cuadrado de la velocidad (duplica la velocidad y la resistencia aumenta en cuatro …).

Por lo tanto, la aeronave solo se elevará a una altitud a la que la elevación producida por las alas puede equilibrar el peso actual y los motores tienen suficiente empuje para mantener esa velocidad contra la resistencia. Sin embargo, a medida que el avión quema combustible para generar el empuje, el avión pesa menos, necesita menos elevación para mantener la altitud y, por lo tanto, a la misma velocidad aumentará un poco hasta que se reduzca la elevación para equilibrar el peso. NOTA: La densidad del aire se reduce a medida que aumenta la altitud, y la elevación y la resistencia dependen linealmente de la densidad del aire.

En resumen, una vez que el avión está en equilibrio (la elevación equilibra el peso actual y el empuje del motor equilibra la resistencia actual), el avión permanecerá a esa altitud hasta que el peso disminuya y el avión se eleve un poco.

NOTA: El empuje del motor también disminuye a medida que aumenta la altitud.

Todo esto da como resultado una altitud máxima a la que la aeronave puede navegar en vuelo recto y nivelado. Es un equilibrio de fuerzas.

Answer 3

Debes recordar que el avión también tiene resistencia en las alas y el cuerpo del avión causado por el movimiento a través del aire. Y hay gravedad que empuja hacia abajo en el avión mientras el elevador lo empuja hacia arriba y los motores proporcionan empuje para empujarlo hacia adelante.

El trabajo del piloto es asegurarse de que estas cuatro fuerzas se mantengan en equilibrio para un vuelo nivelado. Para escalar, el piloto aumenta la sustentación agregando potencia y apuntando el avión un poco hacia arriba (cambiando el ángulo de incidencia del aire en las alas para aumentar la sustentación). El piloto tiene que agregar potencia ya que el avión está, esencialmente, subiendo una colina. (Una colina hecha de aire, pero el avión todavía la está subiendo).

Para descender, reduzca la potencia por debajo de la necesaria para un vuelo nivelado. O para descender más rápidamente, también aumenta la resistencia. Esto se puede hacer con superficies de control, o usando la idea de que diferentes velocidades crean diferentes perfiles de arrastre.

Así que te perdiste considerando un tema pesado: ¡la gravedad! (Lo siento, no pude resistirme)

Answer 4

Voy a repetir más o menos la excelente respuesta de Tal Reichert, de una manera demasiado simplificada para que los conceptos sean más fáciles de entender. Como él expresó, es un equilibrio entre fuerzas opuestas. Tienes elevación en un lado de la ecuación y gravedad en el otro, tirando en direcciones opuestas.

<———- L = G ———->

Los pilotos tienen controles para aumentar o disminuir la cantidad de elevación que se genera (cambiando la forma del ala). Asumiendo que todas las otras fuerzas en el avión son iguales, si la elevación y la gravedad son iguales (como arriba), el avión volará nivelado.

Si la elevación es mayor que la gravedad,

<—————————— L = G ———->

el avión subirá o subirá.

Si la elevación es menor que la gravedad,

<—L = G ———->

El avión descenderá.

Answer 5

¡A un punto! A medida que el avión se eleva, alcanzará el final de su capacidad de ir más alto, el ala de cada avión tiene una capacidad de diseño limitada para proporcionar elevación. Varía según el tipo de avión, tamaño, potencia, diseño del ala. Un solo motor Cessna 172 puede alcanzar 15,000 pies de techo. El Concord tenía un límite de 60,000 pies y algunos aviones corporativos pueden alcanzar 51,000 pies de altitud. Mi Cessna T210R Turbo Centurion, una cabina presurizada de un solo motor fue certificada a 27,700 pies. Suficientemente alta para evitar la mayoría del clima, pero el oxígeno es imprescindible.

Answer 6

No, el avión no se elevará continuamente. ¿La elevación genera actos hacia arriba, pero el peso actúa hacia abajo? Si se genera una elevación insuficiente (por ejemplo, el ala se mueve demasiado lentamente por el aire), y el peso es más que una elevación, el avión no despegará.

Cuando la elevación es mayor que el peso, el avión sube. Sin embargo, a medida que se eleva en la atmósfera, el aire es más delgado y el ala producirá menos elevación. Eventualmente, se detendrá, perdiendo fuerza y ​​cayendo. Tenga en cuenta que, como los motores también necesitan aire bastante espeso, también luchan con el aumento de la altitud y producirán menos empuje más arriba. Cuando la elevación es igual al peso, se mantiene una altitud constante.

En la práctica, la cantidad de elevación varía en vuelo, según el ángulo del ala alcanzado inclinando todo el avión hacia arriba y hacia abajo, y alterando la forma del ala utilizando una variedad de dispositivos. Esto permite que un avión vuele a una altura constante sin mucha resistencia.

Answer 7

No necesariamente. Sí, un aumento en la velocidad de avance aumentará la cantidad de elevación producida por la aeronave. Pero el hecho de que el avión esté avanzando no significa que seguirá subiendo. Veamos la fórmula de elevación:

[L = 1/2 * Cl * rho * A * V ^ 2]

Cl = Coeficiente de elevación

rho = densidad

A = Área

V = velocidad

Ahora, digamos que un avión está navegando a una altitud de 5000 pies a una velocidad de 130 nudos. Este es un vuelo nivelado, donde el piloto mantiene eficientemente 5000. Por alguna razón, el piloto decide reducir su velocidad de crucero a 100 nudos mientras mantiene la misma altura.

Para hacer esto, retiraría su poder. Tan pronto como se reduce la potencia, el avión comienza a perder altitud. Mire la fórmula, la pérdida de potencia resulta en una reducción de la velocidad, lo que disminuye la fuerza de elevación. Para mantener la altitud, retrocederá en la columna de control, aumentando su ángulo de ataque, que es el coeficiente de elevación, hasta que alcance los 100 nudos. Luego recortaría el avión por 100 nudos a 5000 pies.

Lo que hizo fue simplemente compensar uno por el otro. A una velocidad reducida, para mantener la misma elevación, se debe elevar la nariz del avión. Asumimos, la densidad se mantuvo igual. El área del ala obviamente no se puede cambiar.

Answer 8

El ala tiene el ángulo de ataque. El ala se mueve, el aire a lo largo de la tangente del movimiento del ala por un lado, también a lo largo de la dirección normal del ala por el otro lado, debido a la dirección normal del movimiento, en la expansión del volumen de aire, por lo que la superficie del ala baja presión, De ahí el ascensor.

Cuando la velocidad es constante, el ángulo de ataque determina si la elevación es grande o pequeña, por lo que controlar el ángulo de ataque puede hacer que el avión vuele horizontalmente.

Answer 9

No es cierto, a medida que avanzas, el aire se enrarece, por lo que el ala debe estar en un ángulo de ataque mayor (levanta la parte delantera) para crear el mismo levantamiento (1 G). En algún momento (17 a 29 grados) el aire sobre las alas será turbulento y no seguirá al país superior, esta es una situación de pérdida en la que un ala cae primero y luego otra, mientras que alt. soltar. Además, el empuje del motor será menor a ese nivel.

Answer 10

No, porque la elevación en cierto punto las alas dejan de producir elevación para mantener el avión subiendo y producir la elevación suficiente para que vuele sin caerse. Los aviones vuelan a gran altitud porque hay menos resistencia al aire porque el aire más alto es menos denso, cuanto menos denso es el aire, menos elevación se produce, por lo que si un avión vuela a una altura lo suficientemente alta, dejará de producirse y caerá, esto se sabe como puesto en la industria de la aviación: Puesto (vuelo) – Wikipedia en inglés simple, la enciclopedia libre

Por lo tanto, los aviones vuelan en el punto donde el aire es lo suficientemente delgado como para volar con un mínimo arrastre de aire y suficiente elevación para volar. Entonces, si sigue avanzando, puede seguir recto porque el aire es demasiado delgado para soportar el peso de la aeronave que asciende constantemente y vuela nivelado o lo suficientemente alto como para detenerse.

Answer 11

No, por un lado, el ascensor se puede variar mediante la aplicación de aerilones y flaps.

Por otro lado, el ángulo de ataque tiene mucho que ver con si el avión sube o baja. El ángulo de ataque está controlado principalmente por los ascensores en la parte trasera del avión.

Answer 12

No. Hay velocidades de pérdida para las cuales el avión puede caerse del cielo a esa velocidad. Digamos que en un Cessna 172 tienes un viento de frente de 80 KY. (Muy improbable a menos que te guste volar a través de tornados) podrías moverte 0kts sobre el suelo pero el aire sobre tus alas es de 80kts debido a ese viento.