Jan Bronowicz Dokument Obliczeniowo-Analityczny

Transkrypt

Jan Bronowicz
Dokument
Obliczeniowo-Analityczny
Strona / Stron
1/28
Indeks strony
A
Dokument nr
FC.w02.DOB.JBR.002.ver1
Analiza
w ramach realizacji Projektu „Wiatrakowiec STOL o unikalnej konstrukcji”
Projekt realizowany w ramach programu INNOTECH2, Hi-Tech,
dofinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
dla
Fusioncopter Sp. z o.o.
OKREŚLENIE MAKSYMALNEJ PRĘDKOŚCI LOTU
WIATRAKOWCA FUSIONCOPTER
Opracowanie FC.w02.DOB.JBR.002.ver1
O P R A C O W A Ł:
...........................................
Jan Bronowicz
Świdnik, kwiecień 2013 rok.
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
2/28
Indeks strony
A
Dokument nr
SPIS TREŚCI
1. WSTĘP
strona
3
2.
ZAKRES OBLICZEŃ
6
3.
DANE DO OBLICZEŃ
6
3.1
DANE MASOWE I GEOMETRYCZNE
6
3.2
DANE AERODYNAMICZNE PŁATOWCA I USTERZEŃ
8
3.3
ŁOPATA WIRNIKA
12
3.4
POZOSTAŁE DANE
12
4.
WYNIKI OBLICZEŃ
14
5.
WNIOSKI
26
6.
WYKAZ LITERATURY I MATERIAŁÓW ŹRÓDŁOWYCH
26
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
3/28
Indeks strony
A
Dokument nr
1. WSTĘP
Celem opracowania jest określenie maksymalnej prędkości lotu VNE wiatrakowca
FUSIONCOPTER na aktualnym etapie procesu projektowania wiatrakowca. Na wstępnym
etapie projektowania była określona wstępna wartość tej prędkości, która w miarę
zaawansowania prac projektowych, badań tunelowych modelu i udokładniania obiektu musi
być również zweryfikowana i udokładniona.
Podstawą do określenia prędkości maksymalnej są zaktualizowane dane masowe,
geometryczne i charakterystyki aerodynamiczne płatowca.
Maksymalna masa wiatrakowca wynosi m=1062kg. Dotyczy ona konfiguracji z załogą
4 x 85kg i z pełnym zbiornikiem paliwa (160l).
Położenie środków ciężkości wiatrakowca dla różnych wariantów załadowania
wiatrakowca przedstawiono w poniższej tabeli 1. Współrzędne środka ciężkości podane są w
układzie osi współrzędnych przedstawionych na rys. 1. Środek układu współrzędnych
znajduje się 1900mm poniżej środka piasty wirnika i 87mm przed osią wirnika (dla sytuacji
gdy kąty przechylenia i pochylenia osi wirnika są zerowe). Oś OX układu współrzędnych jest
skierowana do tyłu i jest równoległa do płaszczyzny przechodzącej przez osie obrotu śmigieł.
Oś OZ układu współrzędnych jest równoległa do osi wirnika nośnego gdy kąty przechylenia i
pochylenia osi wirnika są zerowe (przy zerowym zasterowaniu). Oś OY uzupełnia układ do
prawoskrętnego.
Środek piasty wirnika w tym układzie posiada współrzędne (-87,0,1900).
Tabela 1.
Balast Paliwo
[ kg ]
[l]
0
0
0
0
10
10
0
0
0
0
0
0
0
0
0
160
160
160
160
160
w locie, podwozie schowane
Konfiguracja
X
Y
Z
[mm] [mm] [mm]
4 os po 85 kg
3 os po 85 kg
2 os po 85 kg
1 os po 85 kg
1 os 60 kg, fotel przód
1 os po 85 kg
2 os po 85 kg
3 os po 85 kg
4 os po 85 kg
-345
-316
-280
-130
-121
-106
-114
-244
-278
-307
-12
-13
-15
-19
-20
-16
-16
-12
-12
-11
124
145
170
225
232
251
244
196
171
151
masa bez
masa
balastu
całkowita
[kg]
[kg]
934
934
849
849
764
764
679
679
654
664
782
792
807
807
892
892
977
977
1062
1062
W przypadku konfiguracji z jedną osobą na pokładzie (tylko pilot) zastosowano balast
o masie 10kg zabudowany w przedniej części wiatrakowca.
Na wykresie rys. 2 przedstawiono obwiednię położeń podłużnych (współrzędnej Xsc)
środka ciężkości od masy startowej wiatrakowca a na rys. 3 obwiednię pionowych (Zsc)
położeń środka ciężkości. Obwiednie te obejmuje wszystkie możliwe położenia środka
ciężkości wiatrakowca.
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
4/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Rys. 1. Geometria wiatrakowca Fusioncopter.
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
5/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Zakres podłużnych położeń środka ciężkości
1100
1050
1000
950
M [kg]
900
850
800
750
700
650
600
-400
-350
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
Xsc [mm]
Rys.2
Zakres pionowych położeń środka ciężkości
1200
1000
M [kg]
800
600
400
200
0
100
150
200
Zsc [mm]
Rys.3
250
300
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
6/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Jak wynika z rys. 2 analizę można ograniczyć do następujących konfiguracji
zestawionych w poniższej tabeli 2 :
Tabela 2.
Balast Paliwo
[ kg ]
[l]
0
0
10
10
0
160
0
160
Konfiguracja
X
[mm]
Y
[mm]
Z
[mm]
4 os po 85 kg
4 os po 85 kg
-345
-307
-121
-106
-12
-11
-20
-16
124
151
232
251
masa bez
masa
balastu
całkowita
[kg]
[kg]
934
934
1062
1062
654
664
782
792
Obliczenia są wykonane za pomocą programu komputerowego o nazwie P2S.EXE dla
lotu z napędem. Opis programów zawarto w lit. [1]. Program komputerowy opracowano na
podstawie metodyki opisanej w lit. [2].
2. ZAKRES OBLICZEŃ
Na podstawie zestawienia mas i wariantów załadowania wiatrakowca do obliczeń
przyjmujemy przypadki konfiguracji wymienione w tabeli 2.
Obliczenia zostaną wykonane dla :
wysokości lotu na poziomie morza w warunkach atmosfery wzorcowej
lot z napędem
podwozie schowane.
Obliczenia są wykonane za pomocą programu komputerowego o nazwie P2S.EXE dla
lotu z napędem. Opis programów zawarto w lit. [1]. Program komputerowy opracowano na
podstawie metodyki opisanej w lit. [2].
3. DANE DO OBLICZEŃ
3.1 DANE MASOWE I GEOMETRYCZNE
Maksymalna masa wiatrakowca –

Podłużne położenie środka masy wiatrakowca 
Boczne położenie środka masy wiatrakowca 
Pionowe położenie środka masy wiatrakowca Masa wiatrakowca ze skrajnym przednim położeniem
środka ciężkości –

Pionowe położenie środka masy wiatrakowca -
1062 kg
-0.307 m
-0.011 m
0.151 m
934 kg
-0.345 m
-0.012 m
0.124 m
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
7/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Minimalna masa wiatrakowca –

Pionowe położenie środka masy wiatrakowca Masa wiatrakowca ze skrajnym tylnym położeniem
środka masy –

Pionowe położenie środka masy wiatrakowca -
664 kg
-0.121 m
-0.020 m
0.232 m
792 kg
-0.106 m
-0.016 m
0.251 m
Podłużna współrzędna środka piasty śmigła Pionowa współrzędna środka piasty śmigła Boczna współrzędna środka piasty prawego śmigła -
1.505 m
0.140 m
-1.259 m
Podłużna współrzędna środka piasty wirnika nośnego przy
zerowym zasterowaniu
Pionowa współrzędna środka piasty wirnika nośnego
zerowym zasterowaniu
-
-0.087 m
1.900 m
Podłużna współrzędna środka parcia statecznika poziomego Pionowa współrzędna środka parcia statecznika poziomego Boczna współrzędna środka parcia prawej połówki płata
statecznika poziomego
-
3.157 m
0.323 m
Podłużna współrzędna środka parcia statecznika pionowego Pionowa współrzędna środka parcia statecznika pionowego Boczna współrzędna środka parcia prawego statecznika pionowego -
3.438 m
0.160 m
-1.100 m
Kąt początkowego odchylenia osi wału wirnika nośnego -
+0.0 stopni
Kąt maksymalnego odchylenia osi wirnika nośnego do tyłu Kąt maksymalnego odchylenia osi wirnika nośnego do przodu Kąt maksymalnego odchylenia osi wirnika nośnego na boki -
-0.670 m
+ 15.0 stopni
- 5.0 stopnie
10.0 stopni
Maksymalny kąt nastawienia statecznika poziomego Minimalny kąt nastawienia statecznika poziomego -
+10.0 stopni
- 10.0 stopni
Maksymalny kąt nastawienia steru kierunku Minimalny kąt nastawienia steru kierunku -
+20.0 stopni
- 20.0 stopni
Kąt ustawienia osi śmigła względem osi OX -
0.0 stopni
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
8/28
Indeks strony
A
Dokument nr
3.2 DANE AERODYNAMICZNE PŁATOWCA I USTERZEŃ
Charakterystyki współczynników oporu, siły nośnej płatowca i momentu pochylającego
płatowca przyjęto z obliczeń opływu wykonanych na Politechnice Lubelskiej za pomocą
programu Fluent. Charakterystyki te przedstawione są na rys. 3.1 i rys. 3.2. Pozostałe
charakterystyki aerodynamiczne płatowca przyjęto z opracowania pt. „Raport z analiz
numerycznych geometrii kadłuba wiatrakowca w wersji m1-2_2” i zmodyfikowano w celu
uwzględnienia aktualnych zmian konstrukcyjnych [4]. Charakterystyki te nie wpływają na
osiągi a jedynie na stateczność wiatrakowca.
W aktualnej konfiguracji usterzenie pionowe w części poniżej statecznika poziomego jest
prostopadłe do jego osi a powyżej statecznika poziomego jest odchylone na boki. Taka
konstrukcja powoduje zwiększenie efektywnej powierzchni statecznika poziomego. Na
podstawie rys. W02.00.008 efektywna powierzchnia statecznika poziomego wynosi 2 x
0.97m2=1.94m2 a powierzchnia statecznika pionowego wynosi 2 x 0.65m2=1.3 m2.
Współczynniki siły nośnej i oporu płatowca
0.1
0.08
Cxk
0.06
Cyk
Cx, Cy [-]
0.04
0.02
0
-30
-20
-10
0
10
-0.02
-0.04
-0.06
-0.08
Alfa [deg]
Rys. 3.1
20
30
40
Jan Bronowicz
Strona / Stron
9/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Dokument
Wspólczynnik momentu pochylającego bez usterzenia
0.015
0.01
Cmz [-]
0.005
0
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
-0.005
-0.01
-0.015
Alfa [deg]
Rys. 3.2
Współczynnik momentu odchylającego płatowca
0.01000
alfa=-20
0.00800
alfa=-10
0.00600
alfa=0
Cmyk [-]
0.00400
alfa=10
0.00200
alfa=20
0.00000
-30
-20
-10 -0.00200 0
-0.00400
-0.00600
-0.00800
-0.01000
Beta [deg]
Rys. 3.3
10
20
30
Jan Bronowicz
Strona / Stron
10/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Dokument
Współczynnik momentu przechylajacego płatowca
0.00400
alfa=-20 st.
alfa=-10 st.
0.00300
alfa=0 st.
0.00200
alfa=+10 st.
alfa=+20 st.
Cmx [-]
0.00100
0.00000
-30
-20
-10
0
10
20
30
-0.00100
-0.00200
-0.00300
-0.00400
Beta [deg]
Rys. 3.4
Współczynnik siły nośnej statecznika poziomego
1
0.8
0.6
0.4
Czsp [-]
0.2
0
-25
-20
-15
-10
-5
-0.2
0
-0.4
-0.6
-0.8
alfa [deg]
Rys. 3.5
5
10
15
20
25
Jan Bronowicz
Strona / Stron
11/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Dokument
Zależność współczynnika siły bocznej płatowca od kąta ślizgu
0.05000
alfa=-20
0.04000
alfa=-10
0.03000
alfa=0
Czk [-]
0.02000
alfa=10
0.01000
alfa=20
0.00000
-30
-20
-10
-0.01000 0
10
20
30
-0.02000
-0.03000
-0.04000
-0.05000
Beta [deg]
Rys. 3.6
Przyrost współczynnika momentu pochylającego
0.001500
0.001000
0.000500
0.000000
dCmzk [-]
-30
-20
-10
-0.000500
0
10
-0.001000
-0.001500
-0.002000
-0.002500
-0.003000
-0.003500
beta [deg]
Rys. 3.7.
alfa=-20
alfa=-10
alfa=0
alfa=10
alfa=20
20
30
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
12/28
Indeks strony
A
Dokument nr
3.3 ŁOPATA WIRNIKA
Wirnik nośny jest wirnikiem z 4 łopatami t.j. z dwoma wirnikami typu huśtawka
(rys. 5.11) przesuniętymi w azymucie co 90 stopni.
Promień wirnika
- 4.4 m
Cięciwa łopaty
- 0.199 m
Kąt stożka
- 0 stopni
R=4.4m
R0=0.44m
c0=0 st.
Rys. 3.8 Schemat wirnika nośnego
3.4 POZOSTAŁE DANE
Pozostałe dane do obliczeń zestawiono poniżej :
ELT =0.313 m – odległość osi pochylania wirnika od osi przegubu wahań wirnika
ELB =0.343m – odległość osi przechylania wirnika od osi przegubu wahań wirnika
P=-1
– parametr sterujący ( =1, gdy obroty wirnika są prawe tzn. zgodne z ruchem wskazówek
zegara, gdy na wirnik patrzymy z dołu , -1 gdy lewe)
PS11 =-1 – parametr sterujący: gdy obroty śmigła są prawe (patrząc w kierunku lotu), to PS11=1,
w przeciwnym przypadku PS11= - 1
N9=20 – ilość wczytywanych przekrojów łopat WN
K7=21 – numer przekroju łopaty, od którego liczy się drugi profil
K8=21 – numer przekroju łopaty, od którego liczy się trzeci profil
KSP=1 – współczynnik sterujący, jeśli KSP=1 to oznacza, że prawe śmigło pracuje.
KSL=1 – współczynnik sterujący, jeśli KSL=1 to oznacza, że lewe śmigło pracuje.
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
13/28
Indeks strony
A
Dokument nr
FI07=2.0 [deg] – zadany konstrukcyjny kąt nastawienia łopat wirnika (kąt skoku wirnika)
OBR =350 [obr/min] – wartość początkowa (startowa) obrotów wirnika do obliczeń
EPSW=0 [deg] – kat odchylenia osi wirnika nośnego (WN) = kąt pomiędzy osią wirnika a osią OY w
układzie współrzędnych związanym ze środkiem ciężkości wiatrakowca i przy zerowych kątach
zasterowania wirnikiem nośnym (dodatni do tyłu)
R0=0.10 [-] – nieczynny aerodynamicznie promień względny łopaty WN
KH=0 [-] – kinematyczny współczynnik sprzężenia wahań pionowych łopaty WN
z przekręceniami (kompensator wahań)
SG= 0.05787 [-] – wypełnienie tarczy WN
GAM=0.52 [-] – charakterystyka masowa łopaty WN - liczba Locka a
b07R4
2Iph
IPH = 120 [kgm2] – moment bezwładności łopaty względem przegubu wahań
SPH=50 [kgm] – statyczny moment łopaty względem przegubu wahań
RW=4.4 [m] – promień WN
C0 =0.0 [deg] – konstrukcyjny kąt stożka wirnika nośnego
B=0.98 [-] – współczynnik strat końcowych WN
DXX =0.000 [-] – poprawka na współczynnik oporu profilowego łopaty WN
SSP=1.94 [m2] – powierzchnia statecznika poziomego
A1WK=[ 0.0, 5.0, 15.0] [deg] – wektor kątów odchylenia osi wirnika, dla których podajemy kąty
ustawienia statecznika poziomego.
EPSSPK [0.0, 0.0, 0.0] [deg] – wektor kątów ustawienia statecznika poziomego podawanych dla
współrzędnych wektora A1WK. Kąt zaklinowania statecznika poziomego mierzony względem
płaszczyzny XOZ (dodatni gdy krawędź natarcia w górę).Te dwa wektory realizują kinematyczne
sprzężenie sterowania statecznikiem poziomym i odchylaniem wirnika. W obliczeniach przyjęto stały
kąt nastawienia statecznika poziomego Epssp=0.0 stopni
SKIL =1.30 [m2] – powierzchnia steru kierunku - sumaryczna powierzchnia dwóch sterów kierunku
DCYKIL=4.1 [-]– gradient współczynnika siły nośnej statecznika pionowego
BK=0.69 [m] – średnia cięciwa statecznika pionowego
RWS =0.850 [m] – promień śmigła
SGS=0.0994 [-] – wypełnienie tarczy śmigła
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
14/28
Indeks strony
A
Dokument nr
EPSM=0[deg] – kąt zaklinowania śmigła (kąt pomiędzy osią śmigła a osią OX układu współrzędnych)
UKS =183.4[m/s] – prędkość końca łopaty śmigła
R=[0.23,0.24,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.85,0.90,0.925,
0.95,0.975,1.0] [-] – wektor względnych promieni (odniesionych do RW) przekrojów obliczeniowych
łopaty WN (ilość współrzędnych <=20)
BW=[20*1.0] [-] – wektor względnych cięciw łopaty WN (odniesionych do cięciwy na 0.7R)
w podanych przekrojach (ilość współrzędnych <=20)
DFI0O=[20*0.0] [deg] – wektor kątów geometrycznego skręcenia łopaty WN względem przekroju na
0.7R w podanych przekrojach (ilość współrzędnych <=20).
4. WYNIKI OBLICZEŃ
Główne charakterystyki uzyskane za pomocą obliczeń przedstawiono poniżej w
postaci poniższych wykresów.
Xk – oznacza opór aerodynamiczny płatowca skierowany przeciwnie do prędkości
lotu
Xwn – oznacza składową siły wirnika skierowaną przeciwnie do prędkości lotu
Ps – jest sumą mocy przekazywanej na śmigła i jest jednocześnie mocą
niezbędną.
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
15/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Zależność sumy mocy przekazywanej na śmigła od prędkości lotu,
m=1062kg, H=0 km, lot poziomy
250
Ps [kW]
200
150
100
50
0
50
100
150
200
250
300
350
V [km/h]
Rys. 4.1
Zależność sumy ciągu śmigieł od prędkości lotu, m=1062kg,
H=0km, lot poziomy
4500
4000
3500
Ts [N]
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
50
100
150
200
V [km/h]
Rys. 4.2
250
300
350
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
16/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Siła oporu kadłuba i siła oporu wirnika nośnego, m=1062kg, H=0km,
lot poziomy
Xk, Xwn [N]
4000
3500
opór kadłuba
3000
opór wirnika
2500
2000
1500
1000
500
0
0
50
100
150
200
250
300
350
V [km/h]
Rys. 4.3
Zależność obrotów wirnika od prędkosci lotu, m=1062kg, H=0km,
lot poziomy
460
440
NR [obr/min]
420
400
380
360
340
320
300
0
50
100
150
200
V [km/h]
Rys. 4.4
250
300
350
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
17/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Zależność kąta pdłużnego położenia kadłuba od prędkości lotu,
m=1062kg, H=0km, lot poziomy
25
20
Tetk [st.]
15
10
5
0
0
50
100
150
200
250
300
350
-5
V [km/h]
Rys. 4.5
200
Ps [kW]
150
100
50
0
0
50
100
150
200
V [km/h]
Rys. 4.6
250
300
350
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
18/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Zależność sumy ciągu śmigieł od prędkości lotu, m=934kg, H=0km,
lot poziomy
4000
3500
Ts [N]
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
50
100
150
200
250
300
350
V [km/h]
Rys. 4.7
lot poziomy
3500
opór kadłuba
Xk, Xwn [N]
3000
opór wirnika
2500
2000
1500
1000
500
0
0
50
100
150
200
V [km/h]
Rys. 4.8
250
300
350
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
19/28
Indeks strony
A
Dokument nr
lot poziomy
450
430
410
NR [obr/min]
390
370
350
330
310
290
270
250
0
50
100
150
200
250
300
350
V [km/h]
Rys. 4.9
20
Tetk [st.]
15
10
5
0
0
50
100
150
200
-5
V [km/h]
Rys. 4.10
250
300
350
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
20/28
Indeks strony
A
Dokument nr
200
Ps [kW]
150
100
50
0
0
50
100
150
200
250
300
350
V [km/h]
Rys. 4.11
lot poziomy
3500
3000
Ts [N]
2500
2000
1500
1000
500
0
0
50
100
150
200
V [km/h]
Rys. 4.12
250
300
350
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
21/28
Indeks strony
A
Dokument nr
lot poziomy
2500
opór kadłuba
Xk, Xwn [N]
2000
opór wirnika
1500
1000
500
0
0
50
100
150
200
250
300
350
V [km/h]
Rys. 4.13
lot poziomy
410
390
NR [obr/min]
370
350
330
310
290
270
250
0
50
100
150
200
V [km/h]
Rys. 4.14
250
300
350
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
22/28
Indeks strony
A
Dokument nr
25
Tetk [st.]
20
15
10
5
0
-5
0
50
100
150
200
250
300
350
V [km/h]
Rys. 4.15
200
Ps [kW]
150
100
50
0
0
50
100
150
200
V [km/h]
Rys. 4.16
250
300
350
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
23/28
Indeks strony
A
Dokument nr
lot poziomy
3500
3000
Ts [N]
2500
2000
1500
1000
500
0
0
50
100
150
200
250
300
350
V [km/h]
Rys. 4.17
lot poziomy
2500
opór kadłuba
Xk, Xwn [N]
2000
opór wirnika
1500
1000
500
0
0
50
100
150
200
V [km/h]
Rys. 4.18
250
300
350
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
24/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Zależność obrotów wirnika od prędkosci lotu, m=664kg, H=0km, lot
poziomy
410
390
NR [obr/min]
370
350
330
310
290
270
250
0
50
100
150
200
250
300
350
V [km/h]
Rys. 4.19
Tetk [st.]
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
-2 0
50
100
150
200
V [km/h]
Rys. 4.20
250
300
350
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
25/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Przy wyznaczeniu prędkości maksymalnej lotu poziomego przyjmujemy, że oba silniki
pracują na mocy startowej. Suma mocy startowych obu silników Rotax 914 wynosi
2 x 85KW=170KW. Równość sumy mocy startowych silników i sumy mocy przekazywanej
na śmigła wyznacza prędkość maksymalną Vmax lotu poziomego wiatrakowca. Na
podstawie wykresów rys. 4.1, 4.6, 4.11 i 4.16 wyznaczamy Vmax dla poszczególnych mas
wiatrakowca :
Vmax= 212 km/h dla masy m=1062kg
Vmax= 217 km/h dla masy m= 934kg
Vmax= 242 km/h dla masy m= 664kg.
Jak widać masa wiatrakowca w locie ma duży wpływ na maksymalną prędkość lotu
poziomego. Z punktu widzenia przepisów CS 27 prędkość Vmax nie funkcjonuje – nie
występuje w przepisach. Natomiast istotnymi prędkościami są :
VH – maksymalna prędkość pozioma na mocy maksymalnej ciągłej,
VNE – prędkość nie przekraczalna,
VD – prędkość w nurkowaniu (demonstracyjna).
Pomiędzy prędkościami VD i VNE zachodzi związek VD 0.9
najwyżej stanowić 90% prędkości VD.
VNE. Czyli VNE może co
Dlatego najbardziej istotnym pytaniem jakie się pojawia jest pytanie o wartość
prędkości VNE. W celu ustalenia prędkości VNE rozpatrzmy lot wiatrakowca z opadaniem.
Przyjmiemy, że maksymalna wartość składowej pionowej prędkości lotu (prędkość opadania)
nie powinna przekraczać 10m/s (na podstawie doświadczenia śmigłowcowego). Poniższy
rysunek 4.21 przedstawia zależność sumy mocy niezbędnej na napęd śmigieł od prędkości
lotu z opadaniem 10m/s. Z tego wykresu odczytujemy, że prędkość osiągnięta na mocy
startowej dwóch silników Rotax 914 wynosi 270km/h. Ta wartość powinna być przyjęta jako
prędkość VD (zgodnie z oznaczeniami CS 27). Stąd prędkość V NE<=0.9 VD=0.9 270=243km/h
(240km/h w zaokrągleniu) i ta wartość prędkości pokrywa się z prędkością maksymalną w
locie poziomym dla minimalnej masy na mocy startowej). Ostatecznie dla wszystkich mas
wiatrakowca możemy przyjąć :
VD = 270km/h
VNE=240km/h.
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
26/28
Indeks strony
A
Dokument nr
m=1062kg, H=0 km, opadanie 10m/s
250
Ps [KW]
200
150
100
50
0
150
170
190
210
230
250
270
290
V [km/h]
Rys. 4.21
5. WNIOSKI
Na podstawie wyników obliczeń można sformułować następujące wnioski :
1. prędkości maksymalne wiatrakowca w locie poziomym na wysokości H=0km w
warunkach AW na mocy startowej silników Rotax 914 (2 x 85KW) wynoszą:
Vmax= 212 km/h dla masy m=1062kg
Vmax= 242 km/h dla masy m= 664kg.
2. Prędkość demonstracyjna wiatrakowca wynosi VD = 270km/h.
3. Prędkość maksymalna wiatrakowca wynosi VNE = 240km/h.
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
27/28
Indeks strony
A
Dokument nr
Jan Bronowicz
Dokument
Strona / Stron
28/28
Indeks strony
A
Dokument nr
6. WYKAZ LITERATURY I MATERIAŁÓW ŹRÓDŁOWYCH
[ 1 ] – J. Bronowicz - Program komputerowy obliczenia stateczności statycznej wiatrakowca
(wirnik typu wahliwego - „huśtawka” bez cyklicznego sterowania o stałym kącie
nastawienia łopat) - opracowanie nr JB-3/2012/L
[ 2 ] – J. Bronowicz - Stateczność statyczna i sterowność wiatrakowca –
opracowanie nr JB-1/2012/L
[ 3 ] –„Raport z analiz numerycznych geometrii kadłuba wiatrakowca w wersji m1-2_2”.
[ 4 ] – J. Bronowicz - Obliczenia stateczności statycznej wiatrakowca Fusioncopter
(Aktualizacja na dzień 05.02.2013)– opracowanie nr JB-19/2013/L

Jan Bronowicz Dokument Obliczeniowo-Analityczny

Transkrypt

Podobne dokumenty

Analiza w ramach realizacji Projektu „Wiatrakowiec

`fft`",

Cezary Szczepański, Prezes Zarządu PZL AI Sp

Wiatrakowiec STOL o unikalnej konstrukcji

LASKI VD 440 Odkurzacz do liści

Rozwiązać podaną ramę (wykresy M Q N ) HB 30 3 20 20 C 20 3 x

zał.13-rys.nr.19-przykład oprawy lampy

Regeneracyjny odzysk ciepła w wysokich temperaturach