Factor de încărcare

Factorul de sarcină este o mărime vectorială al cărei modul este raportul dintre rezultatele forțelor de masă (de obicei forța de greutate și forța de inerție ) și forța de greutate însăși. Este un parametru care permite extinderea sarcinilor pe o aeronavă să fie exprimată într-un mod sintetic. Factorul de încărcare este de obicei indicat cu:

{\vec {n}}

{\ displaystyle {\ vec {n}}}

{\ displaystyle {\ vec {n}}}

Indicând cu W greutatea vehiculului, I forțele de inerție, F rezultanta tuturor forțelor care acționează asupra vehiculului, ecuația forțelor care acționează asupra aeronavei este de tipul:

{\vec {n}}={\frac {{\vec {W}}-{\vec {I}}}{\begin{vmatrix}{\vec {W}}\end{vmatrix}}}=-{\frac {{\vec {F}}_{A}-{\vec {F}}_{S}}{\begin{vmatrix}{\vec {W}}\end{vmatrix}}}

{\ displaystyle {\ vec {n}} = {\ frac {{\ vec {W}} - {\ vec {I}}} {\ begin {vmatrix} {\ vec {W}} \ end {vmatrix}} } = - {\ frac {{\ vec {F}} _ {A} - {\ vec {F}} _ {S}} {\ begin {vmatrix} {\ vec {W}} \ end {vmatrix}} }}

{\ displaystyle {\ vec {n}} = {\ frac {{\ vec {W}} - {\ vec {I}}} {\ begin {vmatrix} {\ vec {W}} \ end {vmatrix}} } = - {\ frac {{\ vec {F}} _ {A} - {\ vec {F}} _ {S}} {\ begin {vmatrix} {\ vec {W}} \ end {vmatrix}} }}

unde forța de greutate și de forțele de inerție (masa de accelerare) sunt raportate la al doilea membru, forțele externe care echilibrul lor (în general axial ${\vec {F}}_{S}$ ${\ displaystyle {\ vec {F}} _ {S}}$ ${\ displaystyle {\ vec {F}} _ {S}}$ și forțe aerodinamice ${\vec {F}}_{A}$ ${\ displaystyle {\ vec {F}} _ {A}}$ ${\ displaystyle {\ vec {F}} _ {A}}$ : ridicare și rezistență ). Prin indicarea cu W a modulului vectorului forță-greutate, definim factorul de sarcină $n_{i}$ ${\ displaystyle n_ {i}}$ $n_i$ , în direcția i, ca:

n_{i}={\frac {F_{i}}{W}}

{\ displaystyle n_ {i} = {\ frac {F_ {i}} {W}}}

{\ displaystyle n_ {i} = {\ frac {F_ {i}} {W}}}

unde este $F_{i}$ ${\ displaystyle F_ {i}}$ $F_ {i}$ este forța externă în direcție $the$ ${\ displaystyle i}$ $the$ care echilibrează greutatea și sarcina de inerție în acea direcție. Factorul de sarcină permite astfel componentelor forțelor să fie exprimate ca n-ori greutatea. Factorul de contingență este factorul final de sarcină prescris de proiectarea aeronavei.

De obicei, se ia în considerare doar factorul de încărcare în direcția verticală față de aeronavă luat ca sistem de referință. Prin urmare, se poate presupune că această direcție coincide cu cea a ascensiunii pentru unghiuri mici de atac :

n_{z}={\frac {L}{W}}

{\ displaystyle n_ {z} = {\ frac {L} {W}}}

{\ displaystyle n_ {z} = {\ frac {L} {W}}}

cu L am indicat ridicarea.

Apoi se identifică factorii de sarcină maximă pozitivă și negativă. Primul, n _z > 0, apare atunci când aripa deviază în sus, de exemplu într-o rachetă, a doua, n _z <0, când aripa deviază în jos, într-o scufundare sau într-un callback din spate. Standardele stabilesc factorii de încărcare pe care trebuie să îi reziste structura în diferite condiții de zbor.

Pentru o aeronavă comercială valorile tipice ale factorului de încărcare maxim și minim sunt 2,5 și -1. Valorile tipice pentru o aeronavă semi-acrobatică sunt +4,4 și −2, în timp ce pentru o aeronavă aerobatică +9 și −7. Există, de asemenea, avioane acrobatice, cum ar fi Extra 300 , care depășesc 10 g pozitive și negative.

Factorul de încărcare și g

Factorul de sarcină verticală este de obicei exprimat în g, dar din moment ce reprezintă o relație de forțe, spre deosebire de accelerația datorată gravitației, este un termen adimensional .

Un observator la bordul aeronavei suferă o accelerație aparentă normală la direcția de zbor egală cu factorul de încărcare înmulțit cu accelerația datorată gravitației. De exemplu, dacă aeronava face un viraj corect cu un factor de încărcare de doi (sau o viraj de 2 g), un obiect va cădea pe podea cu o accelerație egală cu dublul accelerației normale a gravitației.

Bibliografie

L. Trainelli ^{[ link întrerupt ]} Lecții de mecanică de zbor - Cap 11 - Analiza traiectoriilor în zborul manevrat

Elemente conexe

Portalul de astronautică

Portalul aviației

Portal de inginerie