Estabilidade espiral
A estabilidade da espiral é a capacidade da aeronave de se corrigir um defeito ou excesso de inclinação em curva. Não é uma estabilidade de rolagem , porque não se pode analisar os movimentos de rolagem sem levar em conta os efeitos da guinada. Os anglo-saxões usam o termo "Estabilidade lateral / direcional".
O comportamento combinado de roll-yaw é descrito por diferentes critérios: roll induzido , guinada reversa , roll holandês e modo espiral.
Modo espiral
O modo espiral pode ser divergente ou convergente. Aparece, quando diverge, como um engate progressivo em uma curva sem nenhuma ação nas superfícies de controle (instabilidade espiral);
Por outro lado, se convergir, ele traz o avião inicialmente perturbado de volta ao vôo horizontal (estabilidade espiral). O modo espiral é sempre lento; sua divergência não impede a pilotagem.
Estabilidade espiral
É a capacidade do avião de corrigir sozinho um defeito ou excesso de inclinação em uma curva.
- Se o avião estiver muito inclinado, ele deslizará lateralmente em direção ao interior da curva,
- Se o avião não estiver inclinado o suficiente, ele patinará lateralmente em direção à parte externa da curva.
No caso do deslize:
- se o efeito diedro superar a estabilidade da guinada, o avião se endireitará (sua inclinação de rolamento diminuirá): a estabilidade da espiral é positiva
- se o efeito diedro for insuficiente, o avião girará para dentro da curva sob o efeito da deriva (movimento de guinada); sob o efeito do giro induzido pela guinada, ele irá se inclinar em mais giro e nariz para baixo: esta é a "curva engatada". Você tem que colocar as asas retas e então criar um recurso.
O valor do diedro efetivo depende de:
- a posição de altura da asa na fuselagem,
- a flecha das asas,
- a elevação transversal da fuselagem e da barbatana.
Efeito da elevação lateral da fuselagem
A combinação de um diedro baixo ou nenhum eficaz e a ausência de uma fuselagem (início da aviação) pode levar a uma alta instabilidade espiral. Se a aeronave inclinar muito em uma curva, ela deslizará lateralmente para dentro da curva, e a deriva irá transformá-la para dentro da curva. Os aviões dos irmãos Wright, que voavam lentamente, eram propensos a inverter a guinada (que eles experimentaram e descreveram pela primeira vez em 1901); eles não poderiam neutralizar o rolamento induzido pela guinada e endireitar a aeronave se estivessem voando muito devagar. Para corrigir esse defeito, que apareceu em seu planador de 1902 , eles eliminaram o diedro negativo de suas asas e adicionaram pequenas superfícies verticais à frente de seu Flyer no final de 1905.
Cálculo da estabilidade da espiral
As forças favoráveis à estabilidade são:
- o coeficiente de momento de rolamento devido à guinada Cl b (rotação induzida pela guinada ou diedro efetivo)
- o coeficiente de momento de guinada devido à taxa de guinada Cn r (amortecimento de guinada)
As forças favoráveis à instabilidade são:
- o coeficiente de momento de rolamento devido à taxa de guinada Cl r (rotação induzida pela taxa de guinada)
- o coeficiente de momento de guinada devido à guinada Cn b (estabilidade de guinada)
A estabilidade do modo espiral é obtida se: Cl b. Cnr> Cl r. Cn b
Referências
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"Flight mechanics", R. Gougnot http://aerodynamique.chez.com/word/mecaduvol.pdf
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Hoerner, Dinâmica de fluidos , Estabilidade espiral: "Uma aeronave geralmente será estável no modo espiral quando tiver um diedro efetivo alto (Clb) em comparação com sua estabilidade direcional (Cnb)"
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Wilbur Wright escreveu "Incapaz de parar de virar" várias vezes em 1904 e 1905. Fonte: AIAA 2001-3385 Wright Brothers, Flight Dynamics
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Qualificado como "perigoso" por Orville Wright porque foi inicialmente fornecido com uma barbatana traseira fixa que acentuava o problema
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Mecânica de vôo , R. Gougnot e Spiral Stability , fórum AVL, post 1082, Mark Drela
Veja também