Vaikka Peter Kämpf jo kommentoi vaikutuksia, tarkastelen numeroita. Älä odota, että nämä laskelmat ovat tarkkoja ennusteita, pikemminkin pahimmassa tapauksessa seuraavien vaikutusten suuruuden tuntemiseksi:

• massan nousu sateiden vuoksi
• voimat putoamisen seurauksena siipi
• Rajakerroksen varhainen laukaisu

Kun olen laskenut joitain yhtälöitä, syötän ne kahden eri lentokoneen tiedoilla.

Massa kasvaa sadepisaroiden vuoksi

Lentokoneesi aamulla löytämä kastekerros voi saavuttaa korkeimman korkeuden 0,8 mm. Sadepisarat, jotka eivät täytä koko siipipintaa, eivät yleensä ylitä 2 mm: n halkaisijaa, joten keskimääräisen jakautuneen korkeuden $ h_W = 1mm $ ottaminen siiven vedelle pitäisi olla edelleen pahimman mahdollisen ennusteen.

$$ m_ {Drops} = \ rho_ {W} \ cdot A \ cdot h_W $$

$ A $ on lentokoneen ennustettu alue vaakatasossa ja $ \ rho_W $ vesitiheys.

Siipeen osuvat pudotukset aiheuttavat voimat

Normaalit sateiden voimakkuudet ovat noin 5 mm / tunti ja puhumme jo väkivaltaisesta sateesta, jonka sademäärä on yli 50 mm / tunti. Otetaan kuitenkin raskain nopeus, joka on koskaan mitattu: $ I_R = 38mm / min $.

Pudot putoavat normaalisti, kun $ v_ {Drop} = 10m / s $.

Laskennan yksinkertaistamiseksi oletan pystysateen ja että kun pisara osuu lentokoneeseen, se tarttuu siihen. Todellisuudessa et kiihdytä jokaista pudotusta lentokoneen nopeuteen äläkä hidasta sen pystynopeutta 0: een.

i) Vedä lisäystä

$$ \ Delta D = \ rho_ {W } \ cdot I_R \ cdot A \ cdot v_ {lentokone} $$

ii) Nousun lasku

$$ \ Delta L = \ rho_ {W} \ cdot I_R \ cdot A \ cdot v_ {Drop} $$

Laske kokonaisveto ($ D = C_D \ cdot \ frac {\ rho_ {Air}} {2} V ^ 2 \ cdot A $) käytetty $ C_D = 0,035 $. $ V $ on lentokoneen risteilynopeus.

Rajakerroksen varhainen laukaisu

Vaikka sateesta on mahdollista löytää lentokantapolareita sateelta Internetistä, tarkastelen ensin "vikojen vaikutus" -kaaviota, josta näet pienten nenän häiriöiden vaikutuksen ilman muita vaikutuksia. Virheet ja sadepisarat ovat kooltaan samankaltaisia, joten vertailun pitäisi olla kelvollinen.

Lähde

Yllä oleva napa osoittaa kuinka vetovoima voi kaksinkertaistua (100%: n kasvu) vain johtuen pienistä häiriöistä etureunassa. Muista, että nykyaikaisissa profiileissa vaikutus on todennäköisesti pienempi. Seuraava napa on kuljetuslentokoneen etukannesta.

Lähde

Vaikka ei niin tärkeä kuin purjelentokoneessa, vastuskertoimen kasvu (kokeelliset tulokset) on kaikkialla vähintään kaksinumeroinen prosenttiosuus.

Lentokoneet

Olen ottanut kaksi lentokonetta, joilla on todella erilaiset siipikuormat: A1 olisi jotain kahden Solar Impulse -mallin välissä ja A2 yhden moottorin neljä -istuin kuin Cessna 172. Kolme viimeistä riviä antavat edellä kuvatun vetovoiman, noston ja massaeron prosenttiosuutena sen kokonaisarvosta. | A1 | A2 || ----------------------- + --------------- + ------- - || Massa m [kg] | 1600 | 1000 || Alue A [m ^ 2] | 210 | 20 || Siipien kuormitus [kg / m ^ 2] | 7,6 | 50 || Risteilynopeus V [m / s] | 20 | 58 || Nosta L [N] | 15696 | 9810 || Vedä D [N] | 1800 | 1323 || Pisaroiden massa mW [kg] | 210 | 20 || Vedä lisäystä dD [N] | 2660 | 703 || Nostovähennys dL [N] | 1330 | 127 || ----------------------- + --------------- + ------- - || dD / D [%] | 147 | 53 || dL / L [%] | 8,5 | 1.3 || mW / m [%] | 13 | 2 || ----------------------- + --------------- + ------- - |

YHTEENVETO

Tavanomaisella GA-lentokoneella vesimassan siipien ja hissin lasku vaikuttaa siipien pisaroihin, jotka törmäävät siipeen, vaikka otetaan huomioon pahin mahdollinen tilanne, ovat pienet yksinumeroiset prosenttiosuudet.

Vaikka putoamisen aiheuttama vetovoiman kasvu siipeen lyöminen on merkityksellistä tässä valitsemassani äärimmäisessä tapauksessa, myös normaaleissa olosuhteissa sen tulisi olla alle yksinumeroisten prosenttiosuuksien.

Toisaalta rajakerroksen varhaisesta kompastumisesta johtuva vetovoima on vähintään kaksinumeroinen prosenttiosuus, korkeilla nostokertoimilla jopa enemmän.

Sateet vaikuttavat enemmän lentokoneisiin, joiden siipien paino on pienempi.

Lennä Schempp-Hirth Janus tai PIK-20 sateeseen. Vaikutus on dramaattinen. Varmista, että sinulla on paikka laskeutua lähistöllä! Molemmissa purjelentokoneissa uppoamisnopeutesi kolminkertaistuu ja vähimmäisnopeus nousee ehkä 20 km / h, joten varmista, että tulet nopeasti laskeutumaan siiven ollessa vielä märkä.

Syynä on kantokanta , Wortmann FX 67-170. Koska suhteellinen paksuus on 17% ja laminaarinen rajakerros on hyvin pitkä, uudelleenpakkausta ei voida käsitellä rajakerroksella, joka on kompastunut etureunan lähelle. Seurauksena on virtauksen erottaminen jo kohtuullisissa hyökkäyskulmissa, jos siipi on likainen virheistä tai sateesta. Lennon suorituskyky muuttuu dramaattisesti.

Suorita sitten sama Schempp-Hirth Discuksella tai ASW-20. Pesuallasnopeus kasvaa, mutta vaikutus on paljon vähemmän dramaattinen ja vähimmäisnopeus tuskin nousee.

Yleistä nyrkkisääntöä ei ole, ja kaksi kolmesta syystä, joiden epäilet olevan todellakin suurimmat vaikutukset: Lisätty vesikalvon massa kaikkien yläpintojen yli ja rajakerroksen varhainen laukaisu. Suurissa lentokoneissa, joissa siirtyminen tapahtuu lähellä etureunaa, sateen ero on hyvin pieni. Se voi jopa auttaa lisäämällä moottorin työntövoimaa: Sade jäähdyttää ilmaa ja imee lämpöä höyrystyessä alentaa suihkumoottorin kompressorin lämpötilan nousua. Huomaa, että monet aikaiset suihkukoneet käyttivät vesiruiskutusta moottorin työntövoiman lisäämiseksi kuumilla ja korkeilla lentokentillä.

Pienille lentokoneille, joiden tilavuus / pinta-suhde on pienempi, massan kasvu on havaittavissa enemmän jos kantokanta on optimoitu vähimmäisvastukselle puhtaissa olosuhteissa, varhainen siirtyminen aiheuttaa dramaattisen muutoksen joissakin tapauksissa. Useimpien moottoroitujen lentokoneiden kantokannat eivät ole läheskään yhtä herkkiä sateelle. Normaalisti kyseisillä lentokoneilla lennetään VFR: llä, ja sateen aiheuttama näkyvyyden heikkeneminen on suurin vaikutus.