Drag와 Lift Dynamics에 Crosswinds의 영향은 항공기 착륙 및 Takeoff 동안

크로스윈드는 항공에서 가장 까다로운 과제 중 하나인 활주로 중심선에 수직으로 퍼지는 바람을 보여줍니다. 착륙과 테이크아웃의 중요한 단계 중에는 극적으로 변화하는 상승과 드래그를 할 수있는 방법으로 항공기의 항공 우주선과 상호 작용합니다. 이러한 상호 작용의 깊은 이해는 파일럿, 엔지니어 및 안전 관계자에 필수적입니다. 이 기사는 크로스윈 효과와 리프트에 대한 물리를 탐구하고 실제적으로 사용 된 기술 및 응용 프로그램을 검토하는 데 사용됩니다.

항공우주 재단: 리프트 및 드래그

크로스윈드 효과를 분석하기 전에, 그것은 두 가지 주요 항공 우주선을 다시보고하는 것이 중요합니다. 리프트와 드래그. 리프트는 날개에 공기 흐름으로 생성 된 상승력으로 항공기의 무게에 반대합니다. 드래그는 앞으로 모션에 반대하는 저항력입니다. 두 힘은 항공기를 타격 공기의 상대적 바람에 달려 있습니다.

Lift가 생성되는 방법

날개의 모양 (공기)가 위와 더 낮은 표면 사이의 압력 차이를 생성합니다. 이 압력 차동은 공격의 각에 영향을 미칩니다]과 ]]의 상대적인 바람 각측정속도]. 직선 차선 비행 중, 상대적인 바람은 항공기의 방향과 맞은 편입니다. 그러나, 크로스 윈드 컴포넌트가 존재할 때, 날개의 각도가 상승하는 경우, 그 반대의 각도가 상승하는 경우, 그 반대의 각도가 상승하는 것이 더 높은 쪽으로 상승할 수 있습니다.

드라마의 자연

Drag는 두 가지 주요 카테고리에 있습니다: 파라시틱 드래그 (스킨 마찰, 형태 드래그) 및 유도 드래그 (스프레이 때문에 드래그). 유도 드래그는 높은 리프트 계수로 증가하는 날개 팁 vortices의 강도와 직접 관련되어 있습니다. 크로스 윈드 접근법 중, 사이드 립 각도 - 항공기의 헤드링과 그 실제 경로의 차이는 위쪽으로 끌어 당기는 드래그를 유도합니다. 또한, 여분의 yaw 및 롤드러운 조정이 필요하거나, 전체 파일럿을 통해 추가적으로 계산되어야 합니다.

Crosswind Mechanics 착륙 및 Takeoff 동안

크로스윈드는 전체 에어프레임에 측면의 힘을 발휘하지만 리프트와 드래그에 대한 영향은 항공기가 탈착 및 착륙 중에 지상에있을 때 가장 낮은 속도로 발음됩니다. 이 단계에서 비행 속도와 축사 속도 사이의 마진은 얇고 리프트의 모든 asymmetry는 위험 할 수 있습니다.

비대칭 리프트 및 롤링 순간

항공기가 활주로 중심선과 일치하지만 바람은 측면에서 오는 것입니다, ]relative 바람 벡터]는 경도 축을 따라 더 이상 직선이 없습니다. 바람이 앞으로 운동에 추가하기 때문에 위풍 날개는 더 높은 상대적인 기류 속도를 경험, downwind 날개는 감소된 효과적인 속도를 볼 수 있습니다. 이 차이는 상승 침략을 만듭니다: 위풍 날개는 더 많은 상승을 생성, 바람이 가속하는 경우, 반대쪽으로 가속하는 경우, 더 많은 항공기를 유도하는 것은, 반대쪽으로 가속할 수 있습니다.

Sideslip에서 유도 된 드래그 증가

우주 비행의 활주로 중심선을 추적하려면, 조종사는 종종 바람에 자금을하고 코를 똑바로 유지하는 데 반대 방향을 적용하는 측면의 기술을 사용합니다. 이 maneuver 의도적으로 바람에 대한 수직 안정제의 효과적인 영역을 증가하는 측면의 각도를 생성합니다. 그러나, 측면도 증가 유도 된 드래그에 대한 열렬한 및 수직 꼬리. NASA 연구에 따르면, 10도 측면의 경우 총 드래그 15-20 %의 일부 항공기 구성에 의해 증가 할 수 있습니다. 더 높은, 떨어질 수 있습니다.

Crosswind Operations에 대한 파일럿 기술

2개의 기본 방법은 크로스윈딩을 위해 가르칩니다: crab 기법과 sideslip (또는 날개 낮은) 기술]. 각각은 리프트와 드래그에 대한 다른 의미가 있습니다.

Crab 기술: 조종사는 공로에 코를 점하고, 항공기의 비행 경로가 활주로와 일치하고, 흄 는 지상에 관계되는 동안. 이 방법은 날개 수준을 유지하고 접근 도중 비대칭 상승을 최소화합니다. 그러나, 단지 터치다운 전에, 조종사는 “kick”를 실행 센터와 퓨즈를 정렬하기 위해 rudder를해야합니다. 이 방법은 날개 레벨을 유지하고, 갑작스런 속도로 이동할 수 있습니다.
Sideslip 기술: 파일럿은 중앙선에 코를 유지하려면 반대 방향 러더와 바람에 자금을 유지한다. 이것은 최종 접근을 통해 드래그를 증가하는 꾸준한 sidelip을 만듭니다. 장점은 abrupt 머리로 변경하지 않고 더 안정적인 터치다운입니다. 그러나 항공기가 일정한 롤 각도로 비행하기 때문에, 위바람 날개는 부분적으로 보호되며, 아래쪽 날개는 더 높은 공격의 위험이 증가 할 수 있습니다.

두 기술은 리프트 배포 및 드래그를 관리하기 위해 정확한 제어 입력이 필요합니다. 현대 비행 훈련은 크로스 윈드 한계를 강조합니다. - 최대는 부품 23 또는 Part 25의 인증 테스트를 기반으로 항공기 제조업체가 발행 한 크로스 윈드 구성품을 보여줍니다.

현대 항공기 디자인 및 Autoland 능력

기술 발전은 파일럿에 부담을 줄였습니다. 항공 우주에 Autopilot 시스템은 이제 항공기 유형에 따라 특정 제한 (일반적으로 20-30 노트,)까지 크로스 윈드에서 autoland를 수행 할 수 있습니다. 이 시스템은 최적의 제어 표면 편향도를 계산하기 위해 필수 참고 및 GPS 데이터를 사용하여 비대칭 리프트를 보상하고 드래그를 증가시킵니다. 비행선으로 와이어 시스템은 Airbus A380 및 Boeing 787에 해당하여 자동으로 아일론을 조정하고 비대칭 리프트를 줄여 분산 형을 유지하고 분산 형을 감소시킵니다.

또한 날개 디자인 자체가 진화했습니다. 고급 날개와 웅대한 날개 팁은 스팬이 흐르는 교차로에서 유도 된 드래그를 관리하는 데 도움이됩니다. 에 따르면 보잉 연구, 슬릿 및 플랩 스케줄링에 대한 수정은 저속 측면 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

사례 연구 및 역사 Incidents

Real-world 이벤트는 리프트 및 드래그에 대한 Crosswind 효과 이해의 중요성을 강조합니다. 2008에서 Boeing 737은 대칭 리프트로 인해 예상치 못한 날개 드롭으로 주도 된 후 마닐라에서 고위험을 경험했습니다. FAA]에 의한 후속 조사는 놓은 접근법에 대한 유도 된 드래그 관리에 대한 향상된 파일럿 훈련을 강조했습니다.

2005년 덴버 국제공항에서 발생한 또 다른 주목할만한 사건은 고위도의 동력으로 인해 굴절률을 감소시키고, 그 결과, 항공기의 상승률이 급격히 감소했습니다. 크로스윈드 부품의 조합이 증가한 테이크아웃 거리로 이어졌습니다. 이러한 예로는 크로스윈드 효과가 단순히 이론적 인 결과를 가지고 있습니다.

미래 동향 및 교육 향상

전기 및 하이브리드 전기 항공기의 상승으로, 크로스윈 역학은 분산 추진 및 다른 무게 배급으로 인해 변경 될 수 있습니다. 엔지니어는 이미 크로스윈더가 날개를 따라 장착 된 여러 작은 추진기에 영향을 미치는 방법을 모델링하고 있습니다. 지역 기류 및 리프트 배포를 변경합니다. 이와 마찬가지로 NASA의 aeronautics 연구는 크로스윈드의 비대칭 리프트를 시작으로 활성 유량 제어를 탐구하고 있습니다.

교육 시뮬레이터는 크로스 윈드 테이크 아웃 동안 발생하는 비선형 드래그 증가 및 리프트 롤 오프를 재현 할 수있는 매우 정교한되었습니다. 많은 항공사는 이제 크로스 윈드 기술에 초점을 맞추고, 증가 드래그 (예를 들어, 더 높은 전력 설정 필요) 및 인시스턴 롤 (예를 들어, 약간 균형없는 리프트)을 나타내는 공기역학 cuesizing에 초점을 맞추는 시뮬레이터 세션을 재발해야합니다.