Projekt 1 analizy wstępne

Transkrypt

1 Projekt analizy wstępne Niniejszy projekt składa się z czterech części:. analizy trendów 2. wykonania odręczneo szkicu samolotu do oszacowania bieunowej analitycznej (Rys.) 3. definicji misji i założenia najważniejszych osiąów samolotu 4. wyznaczenia masy startowej i masy własnej samolotu. Analiza trendów Dla co najmniej dwudziestu samolotów, podobnych do projektowaneo, wyznaczyć zależności najważniejszych parametrów od roku produkcji i ekstrapolować je na 5 lat naprzód. yznaczyć zależności najważniejszych parametrów osiąowych od wydłużenia skrzydła, obciążenia powierzchni i ciąu (mocy). yznaczyć zależność stosunku masy samolotu pusteo do masy startowej od masy startowej. Można ją przedstawić w postaci zależności: e 0 = A () 0 vs Gdzie: A i współczynniki wynikające z wykresu e/o = f(o) y = lo y y A= x 2 x / lo x vs współczynnik stałości skosu:.0 dla skosu stałeo.04 dla skosu zmienneo wzdłuż rozpiętości 2 Obliczyć średnie parametry: echa objętościowa usterzenia poziomeo, echa objętościowa usterzenia pionoweo, Stosunek masy samolotu pusteo do masy startowej zęść rozpiętości skrzydeł objęta lotkami zlędna cięciwa lotki zlędna cięciwa steru wysokości zlędna cięciwa steru kierunku znios ezary Galiński - Materiały pomocnicze: Analizy wstępne /6

2 2. Definicja misji porozumieniu z prowadzącym zdefiniować profil misji i najważniejsze osiąi samolotu (warunki techniczne) 3. Szkic samolotu i szacunkowa bieunowa analityczna porozumieniu z prowadzącym sporządzić odręczny szkic samolotu. Przyjąć bieunową analityczną w postaci: x 2 z = x0 + (2) π A e Gdzie: A wydłużenie płata e 0,8 - współczynnik Oswalda Na podstawie analizy trendów założyć wydłużenie skrzydła. Na podstawie szkicu oraz rys. określić stosunek powierzchni omywanej S wet do powierzchni odniesienia S w. Na podstawie rys. 2 oszacować maksymalną doskonałość samolotu. Rys. Powierzchnia omywana różnych układów samolotów (Raymer) ezary Galiński - Materiały pomocnicze: Analizy wstępne 2/6

3 Rys. 2 zależność maksymalnej doskonałości od wydłużenia i powierzchni omywanej (Raymer) X0 można obliczyć ze wzoru: π A e = (3) 2 x0 Gdzie: maksymalna doskonałość Można oczekiwać, że X0 będzie mieścić się w zakresie: Typ samolotu X0 Bojowe 0,04 0,02 Duże samoloty transportowe 0,08 0,024 Małe dwusilnikowe 0,022 0,028 Jednosilnikowe z podwoziem chowanym 0,02 0,03 Jednosilnikowe z podwoziem stałym 0,025 0,04 Rolnicze 0,06 0,08 Motoszybowce 0,04 0,02 4. yznaczenie masy startowej i masy własnej samolotu yznaczyć masę startową i masę pusteo samolotu jedną z dwóch metod: Iteracyjną - dla samolotów zrzucających ładunek w trakcie lotu Proporcji - dla samolotów nie zrzucających ładunku ezary Galiński - Materiały pomocnicze: Analizy wstępne 3/6

4 Metoda iteracyjna: ) Zakładamy masę startową 2) Obliczamy masę samolotu po starcie 3) Obliczamy masę samolotu po wznoszeniu (UAGA: masa samolotu na początku wznoszenia jest równa masie samolotu po starcie) 4) Obliczamy masę samolotu po dolocie do celu (UAGA: j.w.) 5) Obliczamy masę samolotu po wykonaniu zadania (UAGA: j.w., UAGA2: samolot może zrzucić część ładunku płatneo) 6) Obliczamy masę samolotu po powrocie (UAGA: j.w.) 7) Obliczamy masę samolotu po oczekiwaniu w kolejce do lądowania (UAGA: j.w.) 8) Obliczamy masę samolotu po lądowaniu i kołowaniu (UAGA: j.w.) 9) Obliczamy masę samolotu pusteo (UAGA: od masy samolotu po lądowaniu odjąć masę ładunku, masę rezerwy paliwa i masę paliwa niezużywalneo) 0) yznaczamy realistyczną masę samolotu pusteo (zakładana masa startowa* stosunek masy samolotu pusteo do masy startowej z równania ()) ) Obliczamy różnicę mas z punktów 9) i 0) 2) Modyfikujemy masę startową i wracamy do punktu ) Obliczenia prowadzić aż do uzyskania zodności mas na poziomie 0,%. Na podstawie dwóch iteracji można wyznaczyć liniową zależność zakładanej masy startowej od różnicy pomiędzy masami startowymi (zakładaną i otrzymaną), a następnie zmodyfikować masę startową w taki sposób, aby oczekiwana różnica pomiędzy nimi była równa zero. Pozwoli to zmniejszyć niezbędną ilość iteracji. Metoda proporcji: Obliczyć stosunek ciężaru przed i po każdej fazie lotu. Obliczyć iloczyn wyznaczonych powyżej proporcji. Obliczyć stosunek ciężaru paliwa do ciężaru startoweo f / 0 =,06*(- n / 0 ) (4) spółczynnik,06 w powyższym wzorze oznacza rezerwę paliwa i paliwo nieużywalne. Do równania cr+ pay 0 = (5) f e 0 0 wstawiamy równanie () a następnie rozwiązujemy je iteracyjnie. obu przypadkach można zakładać następujące spadki ciężaru w wyniku zużycia paliwa Start:,97 ( / ) 0, n+ n f znoszenie i rozpędzanie: spadek masy obliczyć na podstawie rys.3. (UAGA: jeżeli prędkość na początku i końcu wznoszenia jest taka sama, to zmiana liczby ezary Galiński - Materiały pomocnicze: Analizy wstępne 4/6

5 Macha wynika ze zmiany prędkości dźwięku pomiędzy pułapem końcowym i początkowym) Rys.3 Zależność proporcji miedzy masą przed i po rozpędzaniu od przyrostu liczby Macha (orke) Przelot: V R = 0,8 ln(n / n+ ) samoloty odrzutowe R η = 0,8 ln(n / n+ ) samoloty śmiłowe Gdzie: η~0,8 - sprawność śmiła jednostkowe zużycie paliwa w k/h/kn dla s. odrzutowych, k/h/k dla s. śmiłowych (patrz E. ichosz harakterystyka i zastosowania napędów rys 2.7-9, 2.6, , tab -7) Lot z maksymalnym ciąiem n+ n = T n t Gdzie T maksymalny cią (moc) t czas pracy silnika na maksymalnym ciąu (mocy) ezary Galiński - Materiały pomocnicze: Analizy wstępne 5/6

6 Patrolowanie t= 0,8 ln(n / n+ ) dla samolotów odrzutowych (oczekiwanie) t η = ) 0,8 ln(n / n+ ) dla samolotów śmiłowych V Lądowanie,97 ( / ) 0, n+ n f ezary Galiński - Materiały pomocnicze: Analizy wstępne 6/6