Aerodynamikken for fly som MD-80/CRJ

[Polaris]

[Jeg var litt usikker på plasseringen av denne, evt. flyttes til generelt flyforum?]

En snasen kaptein forklarte meg for litt siden om prinsippet av at 737'ern balanserer på vingene sine, og jeg har etter dette sett svært godt for meg hvordan lufta strømmer rundt flyet og også hvordan de andre kreftene holder flyet både stabilt og generelt oppe i lufta.

Men i dag i fysikktimen tok jeg meg i å tegne opp MD-80'ene med forsøk på løft og generelle krefter jeg kunne tenke meg holdt flyet oppe. Kan noen gi meg en "fasit" på dette? Hvordan og hvor fungerer løft og andre krefter for fly som har vingene (og motorene) så langt bakpå kroppen? Gjelder jo f.eks også CRJ 9000.

PÅ 737'ern ser jeg for meg to pinner i en T form, hvor krysspunktet i T'en er området hvor motorene ligger og flykroppen også "balanserer" på en luftsøyle (selvfølgelig ikke virkeligheten, men hjelper på å tydeliggjøre netto kraftbalanse i systemet). Går det an å tegne/se for seg noe liknende for MD/CRJ'ene?

Anyone care to elaborate for aspirerende fysikknerd? :colgate:

 

[gilera]

Er ikke heeelt sikker på hva du mener, men det gjelder det samme her og, bare at motorene ikke er (nesten) foran vingene, men langt bak vingene. Da må også vingene flyttes litt lenger bak for å ikke få en veldig baktung hale. (?)

(Det fine med å ha motorene oppe, bak er jo at det ikke kommer så mye dritt inn som det gjør med motorer som er nære bakken.)

 

[flyer88]

(Det fine med å ha motorene oppe, bak er jo at det ikke kommer så mye dritt inn som det gjør med motorer som er nære bakken.)

Men til gjengjeld så har vi jo flere fly som har styretet fordi is løsner fra vingene og går rett i motorene da.. Det skjer ikke med motorene under vingene, og det har forøvrig tidligere vært et problem med fly som MD.

Men jeg vil vel også si at aerodynamikken blir ganske lik (for de som ikke har doktorgrad i emnet). Når motorene er plassert ved halen på flyet, er vingene også flyttet lenger bak for å hindre at vi får et baktungt fly i flight. Det mest ideelle er jo at CG (Center of Gravity) ligger på en akse gjennom vingene som blir "balansepunktet" som du snakket om.

 

[Polaris]

Særs forenklet tegning med de to viktigste kraftvektorene tegnet inn. Lyseblå strekning nr1 er stabil pga angrepspunktet, 1 + 2 "balanserer" på vingene og nr2 "henger på" og har lett for å humpe litt.

Har jeg overdimensjonert forholdene mellom tilsvarende område 1 og 2 på dette flyet? Jeg mistenker nemlig det, for jeg har vanskelig for å se hvordan dette skal holde seg oppe uten å ha lett for å nose-dive nedover/oppover. Hvordan er de riktige vektorene her, hvor holdes flyet oppe, hva hjelper å stabilisere det, etc?

(Ja flyet smiler, ikke begynn med noen obskøniteter her )

 

[Discus]

Tyngepunktet på MDene er ganske langt bak (ref. plasseringen av hovedhjulene) så jeg tror de har puttet vingene på rett plass.

MD90ene til SK måtte de (så vidt jeg har hørt) ha en mann (eller sandsekker) i cockpit hvis de tauet på bakken pga. at den var så haletung at det var på grensen til automatisk tailstrike når den var tom.

 

[flyer88]

T
MD90ene til SK måtte de (så vidt jeg har hørt) ha en mann (eller sandsekker) i cockpit hvis de tauet på bakken pga. at den var så haletung at det var på grensen til automatisk tailstrike når den var tom.

Det bruker vi på MD-80 også under motorkjøring etter heavy maintenance. Legger inn ca 300 kilo med sandsekker i fremre lasterom. Skal ikke mye til for å tippe en `80. Vært gjort flere gankger. Bla under jekking

 

[Polaris]

Tyngepunktet på MDene er ganske langt bak (ref. plasseringen av hovedhjulene) så jeg tror de har puttet vingene på rett plass.

Men er det kun luftstrømning og vekt som holder nesen oppe og stabil i "point of attack" da?

 

[sukram]

(Ja flyet smiler, ikke begynn med noen obskjøniteter her )

Obskjøniteter? Hehe, den var skjønn

 

[Polaris]

Ikke mobb! Obskøniteter er det vel uten ekkel j. Går litt for fort med ordene når matematikken skal fungere, kan ikke gjøre to ting samtidig vi kvinner vettu :love

Forøvrig har jeg begynt å innsett betydningen av løftet fra halen, og at flykroppen har vanskelig for å unngå å oppføre seg som et langt avstivet metalltube-legeme. Jeg prøver å visualisere "downdrafts", altså vindstrømninger som går nedover. Når jeg da dytter CRJ'en bortover så jeg først for meg at det hadde lett for å stupe nedover med nesa si først, men med god forklaring stemmer det vel at både vinger, motorer og halen gjør sitt for å holde flyet oppe allikevel.

Det må oppleves ganske annerledes å fly CRJ mot B737? (Da tenker jeg å styre det - hvordan flyet reagerer/oppfører seg i lufta).

 

[sukram]

Jeg kunne ikke dy meg, sorry. Jeg trekker meg ydmykt tilbake og lar dere fortsette diskusjonen om oppdrift og haleplasseringer

 

[GFL]

Men er det kun luftstrømning og vekt som holder nesen oppe og stabil i "point of attack" da?

Nå skal jeg ikke gå inn i fysikken, men det som elevator (halen) som bestemmer pitchen (nose-up/down)

http://en.wikipedia.org/wiki/Longitudinal_static_stability

 

[Turbomeca]

Og horizontal stabilizer (halen) produserer på de aller fleste flytyper et negativt løft. Det er nødvendig fordi tygndepunktet ligger foran center of lift. Jo lenger foran du har tyngdepunktet, jo mer stabilt blir flyet. Flytter man tyngdepunktet nærmere center of lift blir flyet mer effektivt, fordi man da ikke trenger like mye negativt løft fra halen og dermed trenger man heller ikke like mye "positivt" løft fra vingene.

 

[Dag Johnsen]

Heisann!

Prinsippet for loeft er det samme for en A380, B737, MD80 og en Piper Cub; en kombinasjon av Bernoulli sitt prinsipp og Newton sin lov.

Ser du paa en MD80 ovenfra kan du ta et punkt cirka 1/3 ut paa vingespennet paa hver vinge, husk at vingen har en sweep vinkel, og trekker du en strek mellom punktetene paa hver vinge vil du faa et cirka loeftesenter. Man ville da tro at det beste er aa ha CG paa dette punktet ogsaa, man da faar du et statisk lengde ustabilt fly. Normalt, for aa faa flyet statisk lengde satbilt, saa vil du ha CG foran dette punktet. Vingen vil da loefte bak CG og dreie nesen nedover og halen vil balansere dette med aa trykke nedover, og da som Turbomeca nevner ovenfor, vil flyet bli statisk lengde balansert i luften. Har du CG for langt bak vil flyet bli ustabilt og kan bli vanskelig aa faa kontroll over om du kommer inn i en stall og har du CG for langt fram vil du ha problemer aa loefte nesen. Hovedhjulene er selvfoelgelig montert bak CG slik at flyet ikke tipper bakover, men husker at en tom MD80 hadde en OEW (operational empty weight) CG bak den bakre CG grensen og veldig naere hovedhjul montering. Naar man lastet opp foerste klasse, der alle gjaerne vil sitte , svinger CG raskt framover.

Paa MD80 saa ser man ogsaa at motorene er montert i en liten vinkel nedover og det er mange teorier hvorfor, men det er stort sett for at luften som kommer fra vingen har en down-wash vinkel og motorplasseringen er optimalisert for dette.

Til slutt! Det er mange fordeler med halemonterte motorer, men ogsaa enkelte ulemper… og jeg tror vi har diskutert dette i en tidligere traad?

Dag

 

[Polaris]

Tusen takk for veldig god forklaring, Dag!
(Så vel som alle andre, men den forklaringa satte alt på plass, så vel som et par ekstra ting).

Aner ikke om halemonterte/vingemonterte vinger har blitt diskutert før, men et kjapt søk på formuet gav denne tråden "Motorplassering" :
http://forum.scanair.no/showthread.php?t=23701

 

[Lund]

Angående MD90 bugsering med et par ekstra mænd i cockpit, så skyldes det at SAS valgte ikke at installere foreste trappe som vejer ca. 200 kg. Senere blev der lag 300 kg baglast i næsen, og så var det problem klaret, bortset for lidt ekstra fuel forbrug. Da typen blev solgt/lejet ud til andre selskaber blev trappen monteret.
Mvh Torben