Hvordan kan et kampfly flyve på hovedet?

Rune Dyrholm vil gerne vide, hvordan det kan lade sig gøre at flyve på hovedet uden at blive suget ned mod jorden:

"Hvordan kan f.eks. kampfly flyve på hovedet? En vinge virker mig bekendt sådan at den 'suger' flyet opad, så når flyet vender på hovedet må det jo nødvendigvis blive suget ned i jorden i en vældig fart?"

Kent Krøyer, journalist på ing.dk og forhenværende jagerpilot, svarer:

Det er korrekt, at en flyvinge 'suger' - et udmærket udtryk, for det er i hovedsagen et undertryk på oversiden af vingen, der løfter flyet, når der er fart nok på. Så vidt jeg husker, er det 2/3 af vingens opdrift, der stammer fra dette undertryk, resten kommer fra et overtryk på undersiden. Og når vingen staller, så er det, fordi undertrykket på oversiden af vingen forsvinder.

Men - dette vigtige undertryk på oversiden opstår af to grunde.
Dels fordi de fleste flyvinger er asymmetriske - altså hvis du trækker et målebånd fra forkant til bagkant, så vil du se, at oversiden er længere end undersiden.

Den asymmetri skaber et undertryk, når der kommer fart på (særligt interesserede læsere bør slå Bernouilles Lov op).

Den anden grund til skabelsen af undertrykket skyldes noget, som piloten har indflydelse på, nemlig indfaldsvinklen. Prøv - når du er passager i en bil - at åbne vinduet og hold din flade hånd ud med håndfalden ned mod asfalten. Nu drejer du hånden langsomt, så håndfladen peger lidt fremad - indfaldsvinklen øges. Så vil du opleve, at din arm presses opad mod himlen, fordi opdriften vokser med indfaldsvinklen.

Denne vinkel regulerer piloten ved at trække og skubbe i rattet i cockpittet. Når han trækker, vokser indfaldsvinklen - opdriften øges - flyet stiger. Jagerpiloter har ikke et rat, men en styrepind, som de presser frem eller trækker ind imod sig.

Når et jagerfly flyver på hovedet, skal piloten blot udføre de omvendte armbevægelser i forhold til, hvad han plejer. Nu skal han presse fremad for at få flyet til at stige.

En speciel ting ved et jagerfly er, at vingen ikke er assymetrisk. Den er helt symmetrisk, så de flyver lige så godt på hovedet som på den oprette led. Det er en fordel i kampsituationer, hvor man prøver at få modstanderen på skudhold, eller hvis man skal undvige et missil."

Rune Dyrholm vinder to billetter til Experimentarium for sit spørgsmål.

Dokumentation

Læs og stil spørgsmål til Scientariet

Emner Fly Fysik

Kommentarer (29)

Når flyvemaskiner og helekopter kan flyve så skyldes det at de presser ligeså meget luft ned som de selv vejer. Hvis de presser mere luft ned end de selv vejer, så stiger de. Og omvendt så falder de hvis de ikke længer kan presse luften ned ad.

Overtryk og undertryk på vingen har ikke nogen betydning for om flyet kan flyve eller ej.

Når oversiden af vingen er længer en underkanten er det først og fremmest fordi vingen skal have en hvis tykkelse for ikke at brække. Denne tykkelse kan man bedst placere på vingens overside.

Når en vinge staller så er det fordi den ikke længer skubber luften ned af, men luften løber både rund om forkant og bagkant af vingen og derfor flytter vingen ikke luft nok til at flyet kan holde sig svævende.

Når jagerfly og mange andre fly kan flyve på hovedet så er det fordi de flyver så hurtigt at luften ikke kan nå at strømme den forkerte vej omkring vingen. Når de flyver så hurtigt for at lande og lette så er det fordi de er så tunge og har så små vinger at de skal bevæge sig så hurtigt for flytte ligeså meget luft som flyet vejer. Man skal dog også huske at nogen jagerfly har så kraftige motorer, at motorerne kan flytte lige så meget luft, som de selv vejer, lidt ligesom en helikopter.

Når ravnen kan flyve på ryggen så skyldes at den vælger et sted med en stabil opad gående luftstrøm og den lader sig så falde. Da ravnen er så let og har så store vinger så falder den ikke så hurtigt, og kan derfor holde sig svævende så længe luften strømmer jævnt opad.

  • 0
  • 0

Første måde

Flyet flyver fordi vingen giver luften en nedadgående hastighed, hvilke bevirker en opadgående kraft på flyet, opdriften.

Jævnfør Newton´s anden og tredie lov.

Anden måde( den populære)

Flyet flyver fordi lufttrykket på vingens overside er lavere end på vingens underside.

Dette gælder for asymmetriske profiler, der holdes indenfor deres opdriftgivende indfaldsvikler, der typisk er -2 til 12- 14 grader ,ved normalflyvning. Asymmetriske profiler anvendes, for at få en stor opdift ved "små" indfaldsvinkler og dermed en lille luftmodstand
Over 16 grader fungerer de færreste profiler af denne slags ikke, uden flaps og slots, fordi de staller. En tilstand, hvor der ikke skabes opdrift fra oversiden af vingen.
De færreste af disse asymmetriske profiler er velegnede til rygflyvning fordi de i rygtilstanden skal flyves med en meget høj indfaldsvinkel tæt på stallvinklen for at danne nok opdrift.

Ved symmetriske profiler stiller sagen sig lidt anderledes, idet de danner samme opdriftsbillede uanset om de flyves på hovedet eller ej. Her er det udelukkende indfaldsvinklen der bestemmer opdriften, hvilket gør, at det er svært at opnå en lille luftmodstand for fly med symmetriske profiler.
Til gengæld er de gode til at flyve i alle stillinger.

Tredie forklaring

Flyet flyver fordi der skabes en cirkulation i strømningen om vingen, som i forbindelse med flyets flyvehastighed fremkalder en aerodynamisk tværkraft, som er flyets opdrift.

Jævnfør

Flyets designberegninger
af
Helge Petersen
August 2005
ISBN 990930-0-6

Helge Petersen er civilingeniør og konstruktør af Polyt 3 og 5. Skaber af prøvestationen for mindre vindmøller, samt leder af ingeniørkredsen bag Tvindmøllen og Nibemøllerne

  • 0
  • 0

Ved symmetriske profiler stiller sagen sig lidt anderledes, idet de danner samme opdriftsbillede uanset om de flyves på hovedet eller ej. Her er det udelukkende indfaldsvinklen der bestemmer opdriften, hvilket gør, at det er svært at opnå en lille luftmodstand for fly med symmetriske profiler. Til gengæld er de gode til at flyve i alle stillinger.

Der findes mig bekendt ikke fly med en så symmetrisk konstruktion (det drejer jo sig ikke kun om vingernes udformning!), at det flyver lige så økonomisk på ryggen som ved normal orientering af flykroppen, men i praksis er retningen på motorens trækkraft (og ved propellerfly vingernes og flykroppens aflænkning af denne!) af temmelig stor betydning for flyvning på ryggen!

  • 0
  • 0

Hvad nu hvis flyet flyver baglæns!
Dvs hvis vingen er spids fortil, og har en rund profil bagtil - stadigvæk med længere overside end underside?

Umiddelbart ville jeg tro at Bernouilles princip stadig vil skabe opdrift, men indfaldsvinklen vil skabe downforce, så vingen bliver mindre effektiv. Er det helt ude i hampen?

  • 0
  • 0

Ved symmetriske profiler stiller sagen sig lidt anderledes, idet de danner samme opdriftsbillede uanset om de flyves på hovedet eller ej. Her er det udelukkende indfaldsvinklen der bestemmer opdriften, hvilket gør, at det er svært at opnå en lille luftmodstand for fly med symmetriske profiler. Til gengæld er de gode til at flyve i alle stillinger. ....... Der findes mig bekendt ikke fly med en så symmetrisk konstruktion (det drejer jo sig ikke kun om vingernes udformning!), at det flyver lige så økonomisk på ryggen som ved normal orientering af flykroppen

Tag lige en tur på teknisk museum og kig lidt på den gamle F104G (Starfighter).
Med mere end 1000 flyvetimer på typen vil jeg påstå at vingeprofilen er fuldstændig symmetrisk (når både forkant- og bagkantflaps er retracted)

Det er (var) ikke noget problem at flyve flyet på hovedet, men der er en meget begrænset tid til at gøre det i. Dette er forårsaget af brændstoftilførslen (brændstoffet er jo pludselig i toppen af tankene) samt af motorens smøresystem (nu er olien i toppen af olietanken), og det er disse faktorer der tidsbegrænser flyvning på ryggen, - ikke vingens udformning.
Økonomi?, - hvad betyder det for et jagerfly i krævene manøvrer?

  • 0
  • 0

Alle kunstflyvningsfly der deltager i konkurrencer idag, er bedøvende ligeglade med brændstoføkonomien.

De måler simpelthen ikke hvorlangt de flyver på literen, men hvor meget brændstof det er nødvendigt at medtage, for at gennemføre en given mission eller opvisning om du vil.

Ligeledes er det med jagerfly. De påfyldes sandeligt også med bændstof efter opgavens art. Og er der noget der ikke er brændstof økonomisk er det jagerfly.

Bemærk jeg talte om profilerne. Og ved at se i Abbott og Doenhoff ville du kunne se ved at betragte databladene over NACA profilerner, at de symmetriske profiler opfører sig som jeg beskrev dem.

Men der laves også fly der er så symmetriske, at det rent faktisk kun er canopiet og understellet ,der afgør, hvad der er op og ned på flyet

I det følgende link, kan man finde de fleste af de standardfly, der er istand til at kunst flyve. Ikke alle er velegnede til at flyve på ryggen, Til dem der er uegnede, hører flyvevåbnets tidligere trænerfly Chipmunken til.

http://acro.aerobaticsweb.org/acro_planes....

Prøv i dette link, at se på Pitts, Sukhoi SU29, og Yak55. Det er ikke til at se, hvis man ikke lige.....

Til Bjarke Dalslet

Når man ser på, hvad der har kunnet bringes op i luften med motorkraft, kan man ikke fraskrive sig muligheden ,at det af dig foreslåede profil kunne bringes i luften. Men hvor behageligt det ville være at flyve med, er noget jeg vil overlade andre at bedømme. Testpiloter for eccentriske milliadærer kunne være dem som forsøgte.

Her er et link til et af de mere specielle fly .

http://www.niac.usra.edu/files/library/mee...

Jagerfly har skarpe forkanter på deres vinger. Starfigterens var meget skarpe(kan beses på Egeskov idag).

Derimod kan man iagttage noget der sikkert vil forvirre en, på næsten alle rutefly. Vingerne ser ud inde ved kroppen som de er sat omvendt på. De er der flade på oversiden og runde på undersiden!!!

Profilet der er et såkaldt superkritisk profil.

  • 0
  • 0

Økonomi?, - hvad betyder det for et jagerfly i krævene manøvrer?

Tja, økonomi for et jagerfly betyder længere operationsradius! Nu afslører du vist ikke en militær hemmelighed, når du siger at flyene kun i en begrænset tid kan flyve på ryggen (man bliver jo også lidt rød i hovedet af at hænge på den måde i flere minutter!), men min pointe er at intet fly er konstrueret sådan at det kræver samme energitilførsel for at flyve på ryggen! Af den forhenværende jagerpilot Kent Krøyers udlægning, kan man jo nemt få det indtryk, at jagerfly flyver lige godt på ryggen som på "maven". Det gør de altså ikke, selv om det kan indebære en taktisk fordel af at gøre det i bestemte situationer!

  • 0
  • 0

Der er 25 år mellem Starfighteren og F16 og nærmest 100 teknologisk.

Starfigteren og Chipmunken havde problemer med motorsmøringerne. Chipmunken lignede noget der var løgn, når man havde kunstfløjet med den. Hele motorrummet var tilsølet af olie og resten af flyetvar også ret olieret. Harvarden/Texanen var noget mere rimelig

Flyet F 16 er bedøvende ligeglad. Uden udvendig last kan den flyve på ryggen i timevis , hvis piloten finder det morsomt. Det gør de sjældent, for kaffen er svær at holde i kruset.

Det er da klart at jo mere økonomisk jo længere aktionsradius....men med hvad. Fuldlastet med alt hvad en F16 kan slæbe i luften, kan den flyve 700 NM = 1300 km. Det vil sige 650 km ud og hjem. Uden last er distancen 3000 km.

Jeg har ingen viden om brændstof økonomien ved rygflyvning med sidstnævnte fly. Jeg tror at der er promiller der adskiller de forskellige tilstande.

  • 0
  • 0

[quote]selv om det kan indebære en taktisk fordel af at gøre det i bestemte situationer!
  • hvilken konkret 'taktisk fordel' har du her i tankerne?[/quote]

I pressede situationer naturligvis! Et jagerflys brændstofforbrug domineres af transport/overvågning/eskortering og der er her brændstoføkonomien prioriteres. Når man er i kampsituationer er brændstoføkonomien underordnet og det handler ikke specielt om lejlighedsvis at vende bugen opad, men alle "krumspingsmanøvrer"!

  • 0
  • 0

Forklaringen med cirkulationen på vingen er nok rigtig... men den absolut overraskende er at cirkulationen IKKE behøver ligge rundt om vingen.
Årsagen til de skarpe symmetriske vingeprofiler er også at jagerflyet skal kunne flyve supersonisk og flyve på shockfronter - hvor luften tvinges igennem en sammenpresset bølge med et trykfald der faktisk bærer flyet.
I subsonisk flyvning forårsager deltavingerne en hvirvel der strømmer op over vingen og 'ruller sammen' oven på vingen istedet for rundt om vingen som på fx en økonomisk Airbus vinge

  • 0
  • 0

Danske jagerfly er ikke beregnet til at esscortere noget som helst. de er beregnet til forsvar/angreb mod luft,sø og jordmål.

  • 0
  • 0

[quote]det handler ikke specielt om lejlighedsvis at vende bugen opad, men alle "krumspingsmanøvrer"!
  • hmm! Den eneste 'taktiske fordel' ifm. rygflyvning, jeg kan få øje på, består nu i at kunne imponere publikum ved flyveopvisninger! :)[/quote]

Det kan måske se sådan ud, men selv om dogfights mellem to jagerfly med maskinekanoner er mindre interessant i dag, skal flyet kunne undvige missiler. Man havner i rygposition efter en halv loop og i stedet for down outside loop foretrækker man tilsyneladende at indlede med en half roll for at muligggøre en inside loop. Det er der andre grunde til end at piloten ikke synes at det er sjovt at hænge i selen!

  • 0
  • 0

Det kan måske se sådan ud, men selv om dogfights mellem to jagerfly med maskinekanoner er mindre interessant i dag, skal flyet kunne undvige missiler. Man havner i rygposition efter en halv loop og i stedet for down outside loop foretrækker man tilsyneladende at indlede med en half roll for at muligggøre en inside loop. Det er der andre grunde til end at piloten ikke synes at det er sjovt at hænge i selen!

Menneskets fysiologi kan langt bedre håndtere et lavt blodtryk i hjernen end et højt. Det er en af grundene til at man foretrækker inside loops frem for outside loops. Jeg mener at have hørt om en tommelfingerregel der siger 3G i outside og 9G i inside skulle være hvor et typisk menneske mister bevidstheden.

Alene af den grund burde man ikke være overdrevet bekymret om symmetrien - den er allerede ødelagt via piloten.

  • 0
  • 0

Kampflyets angrebsvinkel/AoA skal blot være vinklet så hele flyet (vingeflade, flykrop, vingeror) og motoren skubber tilstrækkelig med luft nedad til at give nok opdrift - detaljeret:

http://da.wikipedia.org/wiki/Vinge
Citat: "...
Vinger og evt. andre dele af flyet genererer dynamisk opdrift, fordi de ændrer luftstrømmens retning og/eller hastighed og skyldes Newtons anden lov: F=m*a, hvor F er kraft, m er massen af den påvirkede luftpakke og a er accelerationen; hastighedsændringen af luftpakken. Når summen af alle vingens (og resten af flyets) påvirkninger af luftpakkerne tilsammen giver en nedadrettet kraft, vil flyet som konsekvens blive påvirket af en tilsvarende opadrettet kraft - opdriften (Newtons tredje lov). Kraft og acceleration skal regnes som vektorer, da deres retning i tre dimensioner er vigtig. Dette er den rigtige årsag til at vinger genererer opdrift i strømmende luft.
..."

Kilder er i artiklen.

Asymmetriske vinger er kun interessante, hvis man har brug for stor opdrift ved lavere hastigheder - eller ved høje AoA/angrebsvinkler - i andre tilfælde er en flad vinge bedst.

av8n.com: Airfoils and Airflow:
http://www.av8n.com/how/htm/airfoils.html
Citat: "...at high angles of attack, a cambered airfoil works better than the corresponding symmetric airfoil [her incl. en flad vinge]..."

Her aflives nogle myter:

Incorrect Theory #1: "Longer Path" og "Equal transit" Theory:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/...
Citat: "...The theory described on this slide is one of the most widely circulated, incorrect explanations. The theory can be labeled the "Longer Path" theory, or the "Equal Transit Time" theory. The theory states that airfoils are shaped with the upper surface longer than the bottom. The air molecules (the little colored balls on the figure) have farther to travel over the top of the airfoil than along the bottom..."

Incorrect Theory #2: "Skipping stone" theory:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/...

Incorrect Theory #3: "Venturi" Theory:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/...

av8n.com: Airfoils and Airflow:
http://www.av8n.com/how/htm/airfoils.html
Citat: "...You may have heard stories that try to use the Coanda effect or the teaspoon effect to explain how wings produce lift. These stories are completely fallacious, as discussed in section 18.4.4 and section 18.4.3...There are dozens of other fallacies besides..."

hilsen

Glenn

  • 0
  • 0

Det kan måske se sådan ud, men selv om dogfights mellem to jagerfly med maskinekanoner er mindre interessant i dag, skal flyet kunne undvige missiler. Man havner i rygposition efter en halv loop og i stedet for down outside loop foretrækker man tilsyneladende at indlede med en half roll for at muligggøre en inside loop. Det er der andre grunde til end at piloten ikke synes at det er sjovt at hænge i selen!

Husk på at der er forkel på hvorledes flyet vender og om det rent aerodynamisk bruger "flyv-på-hovedet" egenskaber. Det er lige præcis kun i de situationer hvor piloten hænger i selen at aerodynamikken bliver speget, selvom et jagerfly i kamp godt kan komme til at vende en del på hovedet er det sjældent at flyet har brug for omvendt opdrift.

  • 0
  • 0

Og impuls bevarelse er selvfølgelig det der binder tre forskellige synsvinkler sammen.

Suget omkring vingen kommer fra den kraft der skubber luftstrømmen nedad og tilsvarende med cirkulationen omkring vingen, og omvendt.

Cirkulationsbeskrivelsen har nu en oplagt anvendelse ved deltavinge fly ved høj indfaldsvinkel, hvor opdriften skyldes langsgående cirkulation i form af to hvirvler der strømmer bagud fra flyets overside. Det giver mulighed for et meget sjovt stall tilfælde hvor den ene hvirvel meget pludselig bryder sammen.

Flow/tryk (felt fysik) beskrivelsen er nok iøvrigt den der bedst beskriver situationen når et fly flyver tæt på jorden der så fungerer som en reflekterende plade (et spejl) og øger opdriften på flyet til knap det dobbelte under landing/start.

mvh Jens

  • 0
  • 0

Denne forøgelse der sker når flyet er under en halv spændvidde fra jord eller vandoverfladen. Den kaldes Groundeffect.

Den blev anvendt af allierede skadede bombefly der havde forringet motorkraft til at passere den engelske kanal for at komme tilbage til England.

Effekten er udensøgt specielt af den tyske aerodynamiker Alexander Lippisch der har fået adskillige patenter på lavtflyve apparater der anvendte denne egenskab

http://www.google.dk/images?hl=da&biw=1023...

Her er et sådant lavtflyveplan

http://www.youtube.com/watch?v=4pd8SFCuFpk...

  • 0
  • 0

Bo! Der er ingen her, der siger at et hoovercraft er et fly :o)

Det jeg og Hans Henrik viser, er apparater der anvender groundeffekten.

Læs Jens, mit og Hans Henriks indlæg og studer linkene.

Så vil du opdage en helt ny verden af geniale tekniske aerodynamiske frembringelser :o)
.

  • 0
  • 0

..et glidetal max L/D på 8.5, opgivet således 200knts fra 5000fod rækkevidde 7nm.

Det vil sige 8,5 km rækkevidde for hver 1000 meters højde og forudsat strøm nok til at den kan manøvreres.

  • 0
  • 0