Fråga:
Vad är stallet AoA för rymdfärjan?
Manu H
2020-01-26 18:00:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vad var angreppsvinkeln när den en gång hade flög som (snabb) segelflygplan för att landa? Jag är verkligen intresserad av attackvinkeln för sådana vingar och inte hastigheten.

Även om denna fråga passar perfekt för luftfart SE, har vissa människor på rymdutforskning SE säkert den information du behöver
@qqjkztd Även om de kan ha god kunskap om alla massor av saker som rör STS, särskilt allt som gör det till en raket (SRB, tankar, motorer, livstöd, återinträde, ...), tvivlar jag på att de är oroliga för AoA (som är en riktigt specifik flygrelaterad sak). Jag kan ha fel, jag ska försöka fråga där om jag inte har något svar här inom rimlig tid.
Relaterat: https://aviation.stackexchange.com/a/23889/1379
Google "stalling AOA for Delta Wings" så hittar du vad du behöver. De kan fungera till extrema AOA utan att bryta i normal mening eftersom virvlarna som görs av LE-vinkeln mildrar eller förhindrar den flödesavskiljning det normalt skulle drabbas av. De blir bara mer och mer dragande.
Det beror på vad du menar med "stall". I vissa definitioner (t.ex. från pilotens perspektiv) kan delta-vingar inte ha någon stallvinkel. De ändrar bara glidvinkeln mot AOA utan att någonsin förlora kontrollen
@ManuH Några av SESE-medlemmarna har absolut relevant dokumentation.
@slebetman definitionen i [hur den flyger] (https://www.av8n.com/how/htm/vdamp.html#sec-stall-intro), som verkar vara en samtycke.
Ett svar:
Bret Copeland
2020-01-27 03:10:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Så vitt jag kan säga har NASA aldrig gett ett rakt svar på denna fråga. Den teoretiska stallet AoA ligger troligen i intervallet 33-40 ° (se anledningen till den gissningen nedan). Men vid operativa flyghastigheter blir banan aerodynamiskt instabil vid en lägre attackvinkel än stallvinkeln. Därför har stallvinkeln aldrig spelat någon roll för shuttle-operationer.

För att vara tydlig hänvisar detta svar bara till de mycket sena faserna av shuttle-flygningen ( TAEM och tillvägagångssätt och landning). 40 ° vid tidig inträde kan ligga utanför vingarnas stallvinkel, men det spelar ingen roll eftersom dynamiskt tryck är lågt och skytteln är mer ballistisk.

Vad säger NASA?

Från ett gammalt NASA-svar på denna fråga:

Frågan: "Vad är rymdfärjans stallhastighet?" är lite av en knepfråga, eftersom Orbiter, som ett delta wing-flygplan, inte har en klart definierad stopppunkt.

...

Vi har bestämt den minsta flyghastigheten baserat på de längsgående stabilitetsegenskaperna. Vi börjar med att utvärdera den maximala attackvinkeln, alfa, för vilken Orbiter är aerodynamiskt stabil i tonaxeln. Detta är den angreppsvinkel vid vilken delningsderivatet för tonhöjningsmomentet med avseende på alfa ändras från negativ (stabil) till positiv (instabil). Denna attackvinkel identifieras som den maximala användbara attackvinkeln och den varierar efter Mach-nummer.

Från De aerodynamiska utmaningarna för design och utveckling av rymdfärjan Orbiter dokument:

Längsgående längdegenskaper som visas i figur 29 visar ståndfria egenskaper över operativa flygförhållanden.

Low-speed longitudinal characteristics

Diagrammet till vänster visar att lyftkoefficienten fortsätter att öka genom åtminstone ~ 25 ° angreppsvinkel (vilket innebär att stallvinkeln måste vara större än 25 °). δ e = elevonavböjning.

Den enda * hänvisningen till att stanna i Shuttle Crew Operations Manual är detta diagram som visar en stallhastighet (inte vinkel ). NASA-svaret som jag refererade till tidigare ger mer sammanhang till denna graf.

Acceleration Limits
Shuttle Crew Operations Manual - Avsnitt 4.9-1

* Det finns ett par referenser till elevon-stall i Operations Manual, men jag räknar inte med dem.

Varför spelar inte stallvinkeln någon roll?

Som vi redan har sett skulle skytteln överstiga aerodynamiska / strukturella gränser innan den når stallvinkeln vid de flesta flyghastigheter. Dessutom finns det några andra anledningar till att inte oroa dig mycket för stallvinkeln.

Vägledning syftar alltid till att hålla orbiter på "framsidan" av L / D-kurvan. Detta innebär att vägledning aldrig skulle ge en högre angreppsvinkel än vad som krävs för " bästa glida". Om den behövde tömma energi skulle den göra det genom att sätta i hastighetsbromsen och / eller slå ner näsan. Det skulle aldrig tömma energi genom att slå upp (förutom under bloss). Om kretsloppet var lågt på energi skulle det kasta för bästa glid. Detta innebär att lufthastigheten alltid skulle ligga högt och inom det område där andra faktorer är mer begränsande än stallvinkeln. Pitchupmanövrar skulle begränsas av dynamiskt tryck och N z (normal acceleration - g).

Den enda gången skytteln föll in i "baksidan" av L / D-kurvan var under bloss och landning. Förresten verkar touchdown-hastigheten vara ungefär den hastighet där banan äntligen är så långsam att den faktiskt kan stanna innan blir instabil av andra skäl (se "V A " i ovan - detta är "manöverhastighet", precis som i flygplan). Men vid beröring är den begränsande vinkeln svansskrapevinkeln (15 °), som är mycket lägre än stallvinkeln.

Tailscrape diagram
Shuttle Crew Operations Manual - Avsnitt 7.4-17

Vad är det verkliga svaret?

Även om det inte är operativt viktigt, Jag tror att den specifika frågan du försöker ställa är: vilken AoA producerar den maximala lyftkoefficienten? Generellt sett anses det vara stallvinkeln för de flesta flygplattor, eftersom en ökning av AoA utöver den punkten resulterar i minskad lyftning.

Även om jag inte har en kurva för lyftkoefficient för skytteln som går längre än 25 °, denna uppsats diskuterar resultaten från studier om olika delta- och dubbeldelta-vingdesigner.

Lift coefficients of delta wings

Ingen av studerade mönster har skyttelns exakta 81/45 svepvinklar. Men med tanke på att de alla har en maximal lyftkoefficient någonstans i 33-40 ° AoA-intervallet, misstänker jag att skytteln var liknande. Jag kan inte bevisa det såvida inte någon hittar rätt data. Jag är verkligen ingen expert på deltavingar, så min tolkning kan också vara fel.

Bra, väl tillfört svar.
@OrganicMarble kommer från dig, det betyder mycket! :)
Definitionen av stall som ges i [hur den flyger] (https://www.av8n.com/how/htm/vdamp.html#sec-stall-intro) är exakt den du använder i det sista avsnittet. Jag är frestad att betrakta det som en giltig och samförståndsdefinition av stall.
Jag förväntar mig att skytteln tappar riktningsstabilitet långt innan den når sitt maximala AoA.


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 4.0-licensen som det distribueras under.
Loading...