1.“你的飞机抗风性能如何?”
2.“这么小个飞机抗风肯定不行!大飞机抗风性能好!”
3.“xxx飞机抗风6级(或者60km/h),你的抗风能力才四级!”
做航测 无人机不少日子了,这几句话几乎是每个没有用过无人机的客户或多或少会提到的。
简言之飞机抗风性能和如下几个因素相关“飞行速度(主要是巡航速度),翼载荷,剩余马力,展现比,静稳定裕度,巡航升力系数,自驾的控制方式”,跟大小无关,跟标称值无关
首先明确几个逻辑,如果不明确就不用讨论了
逻辑1, A现象和B现象同时发生, A和B之间的关系,可能是A因B果,也可能是A果B因,可能是A与B无必然联系,也可能为A与B必然伴生,都是C导致的结果
比如 A手机上网用户增加和B 人类食道癌比例增加
A 辣椒辣 和B 辣椒维生素C含量高
逻辑2. 讨论某A与B之间关系时,往往是要求在其他条件稳定一致的情况下
Ok,来看这个问题“这么小个飞机抗风肯定不行!大飞机抗风性能好!”
人们有这个看法不奇怪,正如人们在伽利略论证重物下落速度之前人们的普遍看法一样,这种看法几乎在所有人的头脑中都是这个结论。
这里先摘录一段,这一段大部分人应该在中学教育当中读到过:
古代的学者们认为,物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的,物体越重,下落得越快。生活在公元前4世纪的希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法。亚里士多得的论断影响深远,在其后两千多年的时间里,人们一直信奉他的学说。
但是这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的。伟大的物理学家伽利略用简单明了的科学推理,巧妙地揭示了亚里士多德的理论内部包含的矛盾。他在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出:根据亚里士多德的论断,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。假定大石头的下落速度为8,小石头的下落速度为4,当我们把两块石头拴在一起时,下落快的会被下落慢的拖着而减慢,下落慢的会被下落快的拖着而加快,结果整个系统的下落速度应该小于8。但是两块石头拴在一起,加起来比大石头还要重,因此重物体比轻物体的下落速度要小。这样,就从重物体比轻物体下落得快的假设,推出了重物体比轻物体下落得慢的结论。亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地。伽利略由此推断重物体不会比轻物体下落得快。伽利略曾在著名的比萨斜塔做了著名的自由落体试验,让两个体积相同,质量不同的球从塔顶同时下落,结果两球同时落地,以实践驳倒了亚里士多德的结论。
Ok,比喻和说明都不能论证,那么先举一个例子,稍后再用大家都不愿意看的公式来说明
假定在静止无风的室内50米的距离上树立两个靶子,一个靶子用弩来射击,另一个靶子用步枪来设计,均使用机械结构自动触发,均经过校准后,能够保证弩和子 dan都能落在靶心;(强调一下,弩为正常普通的弩,箭长40cm左右,带尾翼,质量(一般大家叫重量) 50克,弹头结构:56冲锋枪 (AK47)尖头,锥底,
弹头质量:7.91g)
两者速度呢,弩机发射箭的速度按照较大值 150m/s,当然也有实测值在80m/s到 100m/s(这已经对应360km/h了),
AK47 子 dan的枪口速度为710m/s (注意音速在海平面大致为340m/s)
那么此时将射击场两侧的门都打开,用鼓风机吹出20m/s的正侧风(假顶是稳定的风场)或者10m/s吧,各位看官自己想象一下,是个头大重量大的箭偏离靶心远还是个头小,重量小的子 dan偏离靶心远?
一般来说升力:Y= 1/2 ρv2 *Cya *a* s
升力= 二分之一 空气密度*空速的平方*升力线斜率*迎角*机翼面积
ρ—空气密度
s—机翼面积
Cya—升力线斜率
a –迎角
v—气流速度
对于某个固定的飞机在某个速度下飞行而言,当发生一个垂直扰动的时候(上升或者下降气流),升力增量ΔY=1/2 ρv2 *Cya *Δa *s, 简单说就是胜利增量和迎角增量成正比,那么我们看看在不同速度下,同样的垂直风(侧风亦然)导致的Δa 是怎样的
图中 速度V2>V1, 垂直风Vv 所产生的迎角变化
Δa2<Δa1 , 如果是水平方向上侧风,或者迎风,顺风变化所产生的升力的增量即正比于2倍空速的增量(即对空速微分)
那么人们从何来的飞机大小即抗风强弱的能力的依据源于何方呢? 个人揣测是否源于运动飞机,轻型飞机,和载人飞机的比较,还是螺旋桨客机同喷气客机的比较,还是蝴蝶同小鸟比较得出的结论,这些飞行器或生物之间对于抗风性能的不同是源于飞行速度而非大小,只是抗风大小恰好同外部尺寸大小有类似规律而已。2倍音速的战斗机的抗风性能是远超民航客机的,箭同子 dan之比也是一个案例。
今天先到这里。后续在谈其他参数与抗风(扰动之间的关系)
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T-EZ 特易飞
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