Level Straight Accelerated Flights

Nivelar los vuelos acelerados en línea recta

El documento presenta la derivación del método analítico para el tiempo de vuelo y la longitud de la ruta de vuelo en vuelo horizontal recto. Un avión se considera el punto de masa. Las características aerodinámicas del avión se reemplazan por la curva polar parabólica. El empuje del motor no cambia con la velocidad de vuelo. Las fórmulas de trabajo se determinan sobre la base de la integración analítica de la ecuación de movimiento del avión. Todas las soluciones se realizan en forma general sin dimensiones. La determinación de las características reales del avión requiere el conocimiento de la velocidad del aire óptima en condiciones de operación.

1. Introducción

El tiempo de vuelo y la longitud de la trayectoria de vuelo a los cambios de velocidad de vuelo pertenecen al rendimiento fundamental en los vuelos rectos de nivel. Para un avión se presentan generalmente en forma de curvas de aceleración y desaceleración en la fila de altitudes de vuelo y configuraciones de vuelo requeridas. Se utilizan procedimientos conocidos de mecánica de vuelo para su determinación sobre la base de la masa, las características aerodinámicas y del motor para aeronaves concretas y las condiciones de vuelo definidas.

Las características de rendimiento dependen de la altitud de vuelo, el modo de funcionamiento del motor, la ocupación de la vaina y la posición de los frenos de aire. El motor funciona en aceleración en el modo máximo y en ralentí en la desaceleración, de modo que la fuerza de aceleración o desaceleración es la mayor. Los cambios de velocidad del aire se alcanzan en el menor tiempo y a la menor distancia de vuelo. La intensidad de la desaceleración es posible aumentarla usando los frenos de aire. Un caso especial de desaceleración puede ocurrir después de una falla del motor en vuelo, cuando el empuje del motor se desploma en ceros y sólo una fuerza que actúa en la dirección de la velocidad es el arrastre del avión.

La solución analítica de las características de rendimiento se deriva de la ecuación adimensional del movimiento de un avión como punto de masa y de las características simplificadas del avión. La masa del avión es constante, los componentes de la fuerza aerodinámica se expresan sobre la base de la curva polar parabólica y el empuje del motor no cambia con la velocidad del aire. La intensidad de la aceleración o desaceleración se expresa entonces por la magnitud del factor de carga de arrastre.

Los resultados de la solución son relaciones adimensionales explícitas generales para la determinación rápida y suficientemente exacta del rendimiento de los vuelos rectos nivelados. Si la configuración de vuelo no cambia, sólo las curvas adimensionales únicas para el tiempo y la distancia de vuelo son válidas en todo el rango de altitudes de vuelo. Las prestaciones reales del avión se obtienen entonces multiplicando los datos calculados por las escalas en función de la velocidad de vuelo óptima en condiciones de vuelo. El cambio de la configuración de vuelo puede expresarse con la ayuda de los cambios porcentuales del coeficiente de arrastre de los parásitos y de la masa de vuelo.

2. Ecuación del movimiento del avión

Las fuerzas que actúan en el avión en vuelo recto nivelado se muestran en la Fig.1. La altitud de vuelo fija asegura el equilibrio de la elevación L y el peso del avión W (1.a).