Fråga:
Hur hög håller markeffekten?
h22
2017-08-17 22:49:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Upp till vilken höjd är markeffekten fortfarande tillräckligt stor för att beaktas? Skulle den här höjden vara tillräcklig för att faktiskt flyga över marken och övervinna åtminstone triviala hinder som träd?

De tidiga transatlantiska flygningarna gjordes med tungt lastade plan som hade svårt att starta (bara i slutet av banan och bara bara). Kan det vara så att dessa flygplan flög inom markeffekten ganska långa avstånd innan de tog tillräckligt med fart för att fullborda start?

Jag tror att det är ungefär hälften av vingbredden.
Du menar ungefär ett [Ground Effect Vehicle] (https://en.wikipedia.org/wiki/Ground_effect_vehicle) förutom att du också kan flyga (en Type-C eller Type-B)? Vanligtvis är en utformad för att vara den ena eller den andra, men inte båda. [Lindbergh flög i låga höjder] (http://www.charleslindbergh.com/history/timeline.asp) men var ganska högre än att vara i markeffekt.
Jag förlorade en cylinder i en Cessna 150 precis när jag roterade för start vid 5000 '+. Kom över låga ledningar men var på den trasiga kanten när det gäller baksidan av kraftkurvan. Varje bank skulle sätta mig precis ner på däcket. Jag är säker på att omständigheterna varierar men min upplevelse var bara på kanten av att flyga.
Fyra svar:
Peter Kämpf
2017-08-18 02:42:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det finns ingen höjd där markeffekten är avstängd. Det blir bara mindre och mindre effektivt. Det finns två faktorer som avgör hur stark markeffekten är ::

  1. Höjd i förhållande till vingspännen: Avloppsvattnet kan inte röra sig i marken så det inducerade flödesfältet runt vingen är förvrängt. I en första ordningens approximation påverkar vingen mestadels luften som strömmar genom ett strömrör med vingspännets diameter. För en förklaring se detta svar. När höjden är över ett halvspännings slut kommer förvrängningen av flödesfältet att sluta.
  2. Bakkanthöjd relativt vingkord. För mycket små höjder blir klyftan mellan bakkanten och marken tillräckligt liten för att mer eller mindre blockera den korrekta utgången av flödet under vingen. Resultatet är en ökning av kolvtrycket på nedre sidan och ytterligare förvrängning av flödesfältet så att stagnationspunkten rör sig nedåt och sugningstoppen för näsflödet blir starkare, vilket tillför nästryck och minskar drag.
  3. ol>

    När du flyttar upp från noll höjd minskar markeffekten snabbt eftersom klyftan mellan bakkanten och marken öppnas och rameffekten försvinner. Att flytta upp ytterligare kommer också att försvaga den första effekten tills flödet kommer att vara mycket lika med flygplanet från markeffekten vid en halvspans höjd.

    För att illustrera hur mycket som händer de sista centimeterna (eller fötter), titta på de två bilderna som jag tog från den här YouTube-videon:

    Flap vortex still out of ground effect

    Flap vortex clearly in ground effect

    På den övre bilden är vingen tydligt närmare marken än dess halvspann, men virvlarna från klaffkanten sträcker sig rakt bakom planet. Gå nu framåt till den nedre bilden när bakkanten kanske är ett halvt ackord över marken. Nu svepas den efterföljande virvelen åt sidan eftersom flödet, som komprimeras under vingen, expanderar när det går ut mellan gapet och vingen. Dessutom blir avloppsvattnet en sidovatten, eftersom det inte har något utrymme under den vänstra vänstra delen som man kan tappa.

    Detta bör visa att det mesta av markeffekten sker när kolvtrycket under vingen byggs upp. När bakkanten är mindre än hälften av vingkordet från marken, sparkar denna del av markeffekten in och flygplanet ser en signifikant minskning av drag.

Jag tittade på [den här videon] (https://youtu.be/a-V9_gmNwH4) och det fick mig att komma ihåg detta svar, så här är en annan användbar [ram] (https://i.stack.imgur.com/Iav4V. png) (den här gången är det smuts och inte fuktig luft).
Farhan
2017-08-18 01:04:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag minns att jag studerade att markeffekten sker inom en vingspännvidd. Även om det minskar när du får höjd.

Som nämnts i FAAs Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge:

När vingen är lika hög till dess spann är minskningen av inducerad drag bara 1,4 procent. Men när vingen är på en höjd som är lika med en fjärdedel av sitt spännvidd är minskningen i inducerat drag 23,5 procent, och när vingen är i en höjd som är lika med en tiondels spännvidd är minskningen i inducerad drag 47,6 procent .

Det hänvisas också till hänvisas här:

Markeffekten börjar bara dyka upp när du är inom en ving marken. Men det minskar verkligen ditt drag när du befinner dig inom 20% av din vingbredd till marken. På den höjden genererar din vinge bara 60% av sitt normala inducerade drag.

mongo
2017-08-18 00:26:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Markeffekthöjd är i första hand en funktion av flygplanet och "markytan". Släta öknesjöbäddar har "bättre" markeffekt än skogstoppar. Lugnt vatten är bättre än öppet vatten för jämnhet.

Som jag minns har det varit flera gånger där flygplan har fungerat i markeffekt under stora avstånd, till exempel militära flygplan som tappar motorer till sjöss.

Så till OP-frågorna:

  1. Den allmänna regeln är att 1/2 vingbredd är den praktiska gränsen för markeffekt. Min snurrning är att markytan och flygplanet, vortexen och nedtvättningsfaktorn på det avståndet.
  2. Hinder som träd övervinns inte i praktiken av markeffekt.
  3. Många dokumenterade fall har historiskt inträffat där flygplan har utökat operationer över stora vattendrag med motorer ute eller lägre effektinställningar med markeffekt. Eftersom bränslet avbränns kommer flygplanets tak ibland att öka markant.
Hawker65
2017-08-18 17:47:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Även om det beror på egenskaperna hos vingarna (form, vingspännvidd, ...), som du sa kan det vara bra att få lite lyft. Jag skulle säga från 5 till 10 meter (för ett medelstort plan), effekten förlorar mycket av sin effektivitet. Tyvärr har jag inget matematiskt bevis som stöder detta.

Jag vet inte om du någonsin hört talas om dem, men ekranoplans använder nästan uteslutande markeffekten för att "flyga" de kan dock inte vinna höjd som ett verkligt plan skulle göra. Som @mongo uppgav är släta ytor mycket bättre för att dra nytta av denna effekt.

Fler exempel på markeffektfordon här

När de första ekranoplanerna upptäcktes på övervakningsbilder var USA: s underrättelsetjänst mycket orolig, för ingen kunde räkna ut hur ett sådant monster med sådana stubbiga vingar någonsin kunde flyga, och de fruktade att ryssarna kanske skulle ha upptäckt en helt ny fysik som USA inte hade. Naturligtvis var lösningen på gåten mycket enklare: de amerikanska fysikerna hade rätt, de * kan inte * flyga, de kan bara skumma ytan i markeffekt och göra enstaka "hopp".
Ja, jag tittade på en mycket intressant dokumentär om det kalla krigets uppfinningar och USA var mycket oroliga för detta Kaspiska havsmonsteret. I själva verket var det mer en båt än ett plan när det gäller militär användning.


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...