PrntFile text

Optymalizacja usterzenia poziomego - przykład
Dane:
nwym
liczba wymiarów przestrzeni decyzyjnych
(w przykładzie: Vo-ramię usterzenia, V1-powierzchnia
usterzenia)
2
gęstość powietrza [kg/m3]
rho
1.225
cxk
0.1
cxp
0.008
opór minimalny płata
cxh
0.008
opór minimalny usterzenia odniesiony do Sh
g
Sk
1.5
przyspieszenie ziemskie [m/s2]
9.807
masa płata [kg]
mp
400
mk
800 Xk
Xh
5.2
masa kadłuba [kg] i połoŜenie jego środka cięŜkości
0.8
połoŜenie środka cięŜkości usterzenia
wydłuŜenie geometryczne usterzenia poziomego
4
Λh
opór kadłuba i powierzchnia odniesienia
Λ
7
wydłuŜenie geometryczne
S
10
powierzchnia nośna
Ca
1.42
średnia cięciwa aerodynamiczna
Vc
50
prędkość przelotowa [m/s]
fi_LE
0 fi_LE_h
Cmbh
0.05
0
skos płata (krawędzi natarcia) płata i usterzenia [deg]
współczynnik momentu pochylającego bez ust. (Cz=0)
dCmbhdCz
.1
pochodna współczynnika momentu pochylającego
względem współczynnika siły nośnej
a
3.5
dCz/dAlfa dla płata i usterzenia [1/rad]
5
a1
dEps
0.4
pochodna kąta odchylenia strug za płatem względem
kąta natarcia
wymagany zapas stateczności Hn = 14,5 %
Funkcje pomocnicze:
Xah( v )
ramię usterzenia poziomego (odległość płata i usterzenia)
v0
Sh( v )
powierzchnia usterzenia poziomego
v1
π
0.68 .
0.045. AR
cos fiLE.
180
4.61. 1
e0( AR , fiLE )
0.15
3.1
Xah( v ) połoŜenie środka płata
Xp( v )
Xh
mh( v )
0.3
4.936. Sh( v ) . Λh
masa usterzenia poziomego
m( v )
mp
mk
masa samolotu
mh( v )
Xp( v) . mp
Xsc( v )
wsp. Oswalda
Xk. mk
Xh. mh( v)
połoŜenie środka cięŜkości
m( v )
Xa( v)
Xp( v )
Q( v )
m( v ) . g
cięŜar samolotu
2
0.5. rho. Vc . S
qS
ciśnienie dynamiczne x powierzchnia nośna
Q( v ) . .
dCmbhdCz.
Ca qS moment bez usterzenia poziomego
qS
Mbh( v ) Q( v ) . Xa( v )
siła nosna na usterzeniu poziomym
Xah( v )
Mbh( v )
Cmbh
Pzh( v )
Q( v )
cz( v )
względne połoŜenie środka cięŜkości (względem 1/4 SCA płata)
dodatnie jeśli środek cięŜkości jest przed 1/4 SCA
Xsc( v )
Pzh( v )
współczynnik siły nośnej na płacie głównym
qS
Czh( v )
Dp( v )
Dh( v )
D( v )
Pzh( v ) .
S
qS
Sh( v )
cz( v )
qS. cxp
qS. cxh
Dp( v)
współczynnik siły nośnej na usterzeniu
2
opór płata głównego
π. Λ. e0( Λ , fi_LE )
Czh( v)
2
π. Λh . e0( Λh , fi_LE_h )
qS. cxk.
Dh( v)
Sk
. Sh( v )
S
opór usterzenia
opór całkowity
S
L( v )
K( v )
Q( v)
L( v )
całkowita siła nośna
doskonałość aerodynamiczna
D( v )
Sh( v ) . Xah( v) . a1 .
dCmbhdCz
S
Xn( v )
1
Sh( v) . a1 .
S
hn( v )
Xn( v)
Xa( v )
(1
Ca
a
(1
dEps )
dEps )
połoŜenie punktu neutralnego stateczności
względem 1/4 SCA
a
zapas stateczności statycznej
Pierwsze przyblizenie
T
x0
( 4 1. )
dSh
0.05
dXh
0.02
LKh
20
LKx
50
krok zmiany pow. usterzenia i ramienia
liczba punktów iteracyjnych dla pow. usterzenia i ramienia
Rozwiązanie
k
0 .. LKx
n
0 .. LKh
k. dXh x01
xbk , n
x00
KKk , n
K xbk , n
HNk , n
hn xbk , n
n . dSh
T
powierzchnia usterzenia
doskonałość
2
12.1
12 12.2
13.3
12.6
12.4
12.8
13.1 13.2
12.9 13
13.4
1.8
1.6
12.3 12.5 12.7
12.1
12 12.2 12.4 12.6
12.8
13.1
12.9 13
13.2
13.3
13.4
1.4
1.2
12.3 12.5 12.7
12.1
12 12.2 12.4 12.6
12.8
13.3
12.9 13
13.2
13.1
1
4
4.2
4.4
4.6
4.8
5
KK
ramię usterzenia
zapas stateczności
powierzchnia usterzenia
2
0.276
0.32
0.204
0.232
1.8
0.029
0.101 0.058 0.014
0.189 0.145
0.117
0.073
0.16
1.6
0.276
0.204
0.232
0.117
0.029
0.073
0.101 0.058
0.014
0.189 0.145
1.4
0.248
0.16
1.2
0.204
0.232
0.189
0.145 0.101 0.058 0.014
0.117
0.029
0.248
0.16
0.073
0.291
1
4
4.2
4.4
HN
ramię usterzenia
4.6
4.8
5
Wynik analizy: doskonałość w funkcji powierzchni usterzenia i ramienia
z naniesioną linią więzów - minimalnego zapasu stateczności
Hn=14,5%
2
13.3
12
12.2
12.6
12.4
12.8 12.9 13
13.4
13.1 13.2
1.8
1.6
12.1 12.3
12
12.5
12.2 12.4
12.6
12.7
13.4
13.3
12.8 12.9 13
13.1
13.2
1.4
1.2
13.3
12.1 12.3 12.5 12.7
12 12.2 12.4 12.6
12.8 12.9 13
13.1
13.2
1
4
KK
4.2
4.4
4.6
4.8
5