Как я могу рассчитать момент качки элерона для данного самолета на основе его характеристик?

Допустим, у меня есть уже построенный самолет с известными основными характеристиками, такими как вес, размах и поверхность крыла, и я могу измерить время всех возможных маневров на разных скоростях.

Как рассчитать момент крена элерона при его максимальном отклонении? Достаточно точности в сотни [кг*м].

Ответы (1)

Если вы знаете скорость качения при заданной скорости полета, вы можете рассчитать эффективность элеронов и использовать ее для расчета сил. Конечная скорость качения достигается, когда демпфирование крена и момент качки, создаваемый элеронами, достигают равновесия:

с л ξ ξ л ξ р 2 знак равно с л п ю Икс б 2 в знак равно с л п п
Таким образом, эффективность ваших элеронов равна
с л ξ знак равно с л п ю Икс б в ( ξ л ξ р )
Термин демпфирования крена указан для нестреловидных крыльев.
с л п знак равно 1 4 π А р А р 2 4 + 4 + 2
а момент на элерон теперь
М знак равно с л ξ ξ С р е ф б д
Расчет момента для каждого элерона отдельно; обычно левый и правый углы отклонения не являются прямо противоположными, что помогает уменьшить усилия на рукояти.

Если вам нужно только приближение, возможно, сделайте это так:

Для начала нужно иметь все размеры и углы отклонения. Я ожидаю, что у вас нет поляры подъемной силы секции крыла, поэтому вам нужно аппроксимировать увеличение подъемной силы из-за отклонения элеронов с помощью общих формул. Это

с л ξ знак равно с л α λ С а я л е р о н С р е ф у а я л е р о н б
а момент на элерон теперь
М знак равно с л ξ ξ С р е ф б д знак равно с л α λ ξ С а я л е р о н у а я л е р о н д
Номенклатура:
п безразмерная скорость прокатки (= ю Икс б 2 в ). ю Икс - скорость вращения в радианах в секунду.
б размах крыла
с л ξ увеличение подъемной силы элеронов с углами отклонения ξ
ξ л , р углы отклонения левого и правого элеронов (в радианах)
с л п демпфирование крена
с л α градиент коэффициента подъемной силы крыла по углу атаки. См. этот ответ о том, как его рассчитать.
π 3.14159
А р удлинение крыла
λ относительная хорда элерона
С а я л е р о н Площадь элеронной части крыла
С р е ф Базовая площадь (обычно площадь крыльев)
у а я л е р о н по размаху центра части крыла с элеронами
в истинная скорость полета
д динамическое давление

В зависимости от относительной длины хорды элерона эта формула подходит для максимального отклонения 20° элерона с хордой 20% или отклонения 15° элерона с хордой 30%. Помните: это приблизительная оценка для прямых крыльев.

Какие единицы измерения в первом уравнении? Кажется, что правая часть имеет единицы измерения [секунды], если предположить, что pона безразмерна, а левая сторона кажется безразмерной.
@supergra: Нет, это безразмерно. Я только что понял, что перепутал p с ю Икс в первых двух уравнениях. Спасибо, что нашли эту ошибку!