Obliczeniowo-Analityczny

Podobne dokumenty
Obliczeniowo-Analityczny

Obliczeniowo-Analityczny

Dokument Obliczeniowo-Analityczny

Dokument Obliczeniowo-Analityczny

Dokument Obliczeniowo-Analityczny

Dokument Obliczeniowo-Analityczny

Dokument Obliczeniowo-Analityczny

Mechanika lotu. TEMAT: Parametry aerodynamiczne skrzydła samolotu PZL Orlik. Anna Kaszczyszyn

SYMULACJA OBLICZENIOWA OPŁYWU I OBCIĄŻEŃ BEZPRZEGUBOWEGO WIRNIKA OGONOWEGO WRAZ Z OCENĄ ICH ODDZIAŁYWANIA NA PRACĘ WIRNIKA

Praca domowa nr 2. Kinematyka. Dynamika. Nieinercjalne układy odniesienia.

Projektowanie Aerodynamiczne Wirnika Autorotacyjnego

Symulacyjne określenie obciążeń wirnika nośnego śmigłowca z indywidualnym Sterowaniem kąta nastawienia łopat w warunkach lotu ustalonego

Karta (sylabus) przedmiotu Transport Studia I stopnia. Podstawy budowy i lotu statków powietrznych. Język polski

Kąty Ustawienia Kół. WERTHER International POLSKA Sp. z o.o. dr inż. Marek Jankowski

Politechnika Lubelska. Raport nr 2/92/NN/2013

Rys Przeciągniecie statyczne szybowca

Ćw. nr 31. Wahadło fizyczne o regulowanej płaszczyźnie drgań - w.2

PROJEKTOWANIE I BUDOWA

.DOŚWIADCZALNE CHARAKTERYSTYKI AERODYNAMICZNE MODELU SAMOLOTU TU-154M W OPŁYWIE SYMETRYCZNYM I NIESYMETRYCZNYM

Kurs teoretyczny PPL (A) Dlaczego samolot lata?

Dynamika ruchu postępowego, ruchu punktu materialnego po okręgu i ruchu obrotowego bryły sztywnej

MODELOWANIE PIONOWYCH DRGAŃ ŁOPAT ŚMIGŁOWCA W SYSTEMIE CATIA V5

PL B1. POLBUD SPÓŁKA AKCYJNA, Bielsk Podlaski, PL BUP 16/13. BOGUSŁAW GRĄDZKI, Stok, PL WUP 06/16

Numeryczna symulacja opływu wokół płata o zmodyfikowanej krawędzi natarcia. Michał Durka

Zadanie 3. Belki statycznie wyznaczalne. Dla belek statycznie wyznaczalnych przedstawionych. na rysunkach rys.a, rys.b, wyznaczyć:

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WYDZIAŁ NAWIGACYJNY ZAKŁAD BUDOWY I STATECZNOŚCI STATKU INSTRUKCJA

Model samolotu napędzany cięciwą Nr produktu

Księga Pierwsza. Aerodynamika

Notacja Denavita-Hartenberga

Projekt skrzydła. Dobór profilu

Przykład Łuk ze ściągiem, obciążenie styczne. D A

Instrukcja montażu modelu MICHAŚ RC. Budowę modelu rozpoczynamy od montażu kadłuba.

Karta (sylabus) przedmiotu Mechanika i Budowa Maszyn Studia II stopnia

ANALizA możliwości zwiększenia PRędkOśCi PRzELOTOWEj i zmniejszenia POziOmU hałasu WiATRAkOWCA

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu F-16 w opływie symetrycznym

ANALiZA AERODYNAMiCZNA WŁASNOŚCi ŚMiGŁOWCA Z UWZGLĘDNiENiEM NADMUCHU WiRNiKA NOŚNEGO

Trajektoria rzuconego ukośnie granatu w układzie odniesienia skręcającego samolotu

Ćwiczenie M-2 Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV. Wstęp. l Rys.

Kryteria oceniania z matematyki Klasa III poziom podstawowy

Charakterystyka aerodynamiczna

WIRTUALNE PROTOTYPOWANIE UKŁADU STEROWANIA POCHYLANIA I PRZECHYLANIA ŚMIGŁOWCA JEDNOWIR- NIKOWEGO W UKŁADZIE KLASYCZNYM

Obliczenia obciążenia osi. Informacje ogólne na temat obliczeń obciążenia osi

Wydział Inżynierii Środowiska; kierunek Inż. Środowiska. Lista 2. do kursu Fizyka. Rok. ak. 2012/13 sem. letni

CHARAKTERYSTYKI AERODYNAMICZNE STATKU POWIETRZNEGO - LOT POZIOMY I ZAKRĘT

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

ALBUM ZDJĘĆ. Wypadek nr: 269/06 samolot Piper PA T Seneca III; D-GEPA 4 września 2006 r. Gałków Mały k. Koluszek

Materiały pomocnicze 5 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

FUNKCJA LINIOWA, RÓWNANIA I UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH

PL B1. POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Warszawa, PL

Funkcja liniowa -zadania. Funkcja liniowa jest to funkcja postaci y = ax + b dla x R gdzie a, b R oraz

Wskazówki do zadań testowych. Matura 2016

Państwowa Komisja Badania Wypadków Lotniczych Samolot RV-6A; SP-KPC; r.,nadrybie DWÓR ALBUM ZDJĘĆ

GŁOWICA WIATRAKOWCA IL-28 UMOŻLIWIAJĄCA PIONOWY START

MECHANIKA 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Układ kierowniczy. Potrzebę stosowania układu kierowniczego ze zwrotnicami przedstawia poniższy rysunek:

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu dalekiego zasięgu ze skrzydłem o ujemnym kącie skosu w opływie symetrycznym

Turbina wiatrowa. (73) Uprawniony z patentu: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Kaczorowski Romuald, Gdynia-Orłowo, PL

J. Szantyr - Wykład 5 Pływanie ciał

ANALizA WPłYWU CzYNNikóW konstrukcyjnych ORAz PARAmETRóW STEROWANiA NA CzAS TRWANiA i WYSOkOść bezrozbiegowego STARTU WiATRAkOWCA

1 kt = 1,85 km/h 1 m/s = 196 ft/min 1 kg = 2,2 lb

Rachunek wektorowy - wprowadzenie. dr inż. Romuald Kędzierski

Podczęść C - Struktura

TRYGONOMETRIA FUNKCJE TRYGONOMETRYCZNE KĄTA SKIEROWANEGO

Dr inż. Janusz Dębiński. Wytrzymałość materiałów zbiór zadań

Państwowa Komisja Badania Wypadków Lotniczych Śmigłowiec McDonnell-Douglas MD-500E; SP-SOO; r., Burkatów gm.świdnica ALBUM ILUSTRACJI

(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/PL05/000026

PODCZĘŚĆ C - STRUKTURA JAR-VLA 307 Dowód wytrzymałości

MECHANIKA 2 RUCH POSTĘPOWY I OBROTOWY CIAŁA SZTYWNEGO. Wykład Nr 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Państwowa Komisja Badania Wypadków Lotniczych Samolot Cessna F 150 L; SP-KAO; r., lotnisko Piastów k/radomia (EPRP) ALBUM ILUSTRACJI

ANALiZA OBLiCZENiOWA WŁASNOŚCi AERODYNAMiCZNYCH WiRNiKA NOŚNEGO WiATRAKOWCA W STANiE LOTU USTALONEGO (AUTOROTACJi)

Bryła sztywna Zadanie domowe

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2015/16

Państwowa Komisja Badania Wypadków Lotniczych Samolot ultralekki Aviasud Mistral; OK-KUD10; r., Kamieńsk-Orla Góra ALBUM ILUSTRACJI

1) 2) 3) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25)

A. fałszywa dla każdej liczby x.b. prawdziwa dla C. prawdziwa dla D. prawdziwa dla

PL B1. ANEW INSTITUTE SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Kraków, PL BUP 22/14. ANATOLIY NAUMENKO, Kraków, PL

Bąk wirujący wokół pionowej osi jest w równowadze. Momenty działających sił są równe zero (zarówno względem środka masy S jak i punktu podparcia O).

wiatr rzeczywisty własny pozorny

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

BADANIE STANÓW RÓWNOWAGI UKŁADU MECHANICZNEGO

KARTY POMIAROWE DO BADAŃ DROGOWYCH

13. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK ORAZ PRZEŁOŻENIA UKŁADU KIEROWNICZEGO

Treść ćwiczenia T6: Wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach

Dobrą manewrowość samolotu, czyli zdolność

ALBUM ILUSTRACJI. z wypadku samolotu ultralekkiego EV-97 Eurostar; OK-HUR23 14 kwietnia 2007 r., lądowisko Kazimierza Mała

PL B1. POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA, Częstochowa, PL BUP 06/11

. c) do jej wykresu należą punkty A ( 3,2 3 3) oraz

Lot odwrócony samolotu o dużej manewrowości

GEODEZJA WYKŁAD Pomiary kątów

12 RUCH OBROTOWY BRYŁY SZTYWNEJ I. a=εr. 2 t. Włodzimierz Wolczyński. Przyspieszenie kątowe. ε przyspieszenie kątowe [ ω prędkość kątowa

Tematy: zadania tematyczne

3. FUNKCJA LINIOWA. gdzie ; ół,.

TEMAT: PARAMETRY PRACY I CHARAKTERYSTYKI SILNIKA TŁOKOWEGO

Państwowa Komisja Badania Wypadków Lotniczych Samolot ultralekki Aerospool WT-9 Dynamic; SP-SPEC; r., Jejkowice k/rybnika ALBUM ILUSTRACJI

Tomasz Tobiasz PLAN WYNIKOWY (zakres podstawowy)

PROJEKT STOPY FUNDAMENTOWEJ

Geometria. Hiperbola

MODELOWANIE ZJAWISKA INTERFERENCJI AERODYNAMICZNEJ OPŁYWU ŚMIGŁOWCA Z WYKORZYSTANIEM OPROGRAMOWANIA FLUENT

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

Zasady dynamiki Newtona. Pęd i popęd. Siły bezwładności

Transkrypt:

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 1/28 nr naliza 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 MKSYMLNEJ PRĘDKOŚCI LOTU WITRKOWC FUSIONCOPTER Opracowanie O P R C O W Ł:... Świdnik, kwiecień 213 rok.

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 2/28 nr S P I S T R E Ś C I strona 1. WSTĘP 3 2. ZKRES OBLICZEŃ 6 3. DNE DO OBLICZEŃ 6 3.1 DNE MSOWE I GEOMETRYCZNE 6 3.2 DNE ERODYNMICZNE PŁTOWC I USTERZEŃ 8 3.3 ŁOPT WIRNIK 12 3.4 POZOSTŁE DNE 12 4. WYNIKI OBLICZEŃ 14 5. WNIOSKI 26 6. WYKZ LITERTURY I MTERIŁÓW ŹRÓDŁOWYCH 26

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 3/28 nr 1. WSTĘP Celem opracowania jest określenie maksymalnej prędkości lotu V NE 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=162kg. Dotyczy ona konfiguracji z załogą 4 x 85kg i z pełnym zbiornikiem paliwa (16l). 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 19mm 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,,19). Tabela 1. Balast [ kg ] Paliwo [ l ] w locie, podwozie schowane Konfiguracja X Y [mm] [mm] Z [mm] masa bez balastu [kg] masa całkowita [kg] 4 os po 85 kg -345-12 124 934 934 3 os po 85 kg -316-13 145 849 849 2 os po 85 kg -28-15 17 764 764 1 os po 85 kg -13-19 225 679 679 1 1 os 6 kg, fotel przód -121-2 232 654 664 1 16 1 os 6 kg, fotel przód -16-16 251 782 792 16 1 os po 85 kg -114-16 244 87 87 16 2 os po 85 kg -244-12 196 892 892 16 3 os po 85 kg -278-12 171 977 977 16 4 os po 85 kg -37-11 151 162 162 W przypadku konfiguracji z jedną osobą na pokładzie (tylko pilot) zastosowano balast o masie 1kg 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.

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 4/28 nr Rys. 1. Geometria wiatrakowca Fusioncopter.

M [kg] M [kg] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 5/28 nr Zakres podłużnych położeń środka ciężkości 11 15 1 95 9 85 8 75 7 65 6-4 -35-3 -25-2 -15-1 -5 Xsc [mm] Rys.2 Zakres pionowych położeń środka ciężkości 12 1 8 6 4 2 1 15 2 25 3 Zsc [mm] Rys.3

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 6/28 nr Jak wynika z rys. 2 analizę można ograniczyć do następujących konfiguracji zestawionych w poniższej tabeli 2 : Tabela 2. Balast Paliwo [ kg ] [ l ] Konfiguracja X [mm] Y [mm] Z [mm] masa bez balastu [kg] masa całkowita [kg] 4 os po 85 kg -345-12 124 934 934 16 4 os po 85 kg -37-11 151 162 162 1 1 os 6 kg, fotel przód -121-2 232 654 664 1 16 1 os 6 kg, fotel przód -16-16 251 782 792 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. ZKRES 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. DNE DO OBLICZEŃ 3.1 DNE MSOWE I GEOMETRYCZNE Maksymalna masa wiatrakowca 162 kg Podłużne położenie środka masy wiatrakowca - -.37 m Boczne położenie środka masy wiatrakowca - -.11 m Pionowe położenie środka masy wiatrakowca -.151 m Masa wiatrakowca ze skrajnym przednim położeniem środka ciężkości 934 kg Podłużne położenie środka masy wiatrakowca - -.345 m Boczne położenie środka masy wiatrakowca - -.12 m Pionowe położenie środka masy wiatrakowca -.124 m

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 7/28 nr Minimalna masa wiatrakowca 664 kg Podłużne położenie środka masy wiatrakowca - -.121 m Boczne położenie środka masy wiatrakowca - -.2 m Pionowe położenie środka masy wiatrakowca -.232 m Masa wiatrakowca ze skrajnym tylnym położeniem środka masy 792 kg Podłużne położenie środka masy wiatrakowca - -.16 m Boczne położenie środka masy wiatrakowca - -.16 m Pionowe położenie środka masy wiatrakowca -.251 m Podłużna współrzędna środka piasty śmigła - Pionowa współrzędna środka piasty śmigła - Boczna współrzędna środka piasty prawego śmigła - 1.55 m.14 m -1.259 m Podłużna współrzędna środka piasty wirnika nośnego przy zerowym zasterowaniu - -.87 m Pionowa współrzędna środka piasty wirnika nośnego zerowym zasterowaniu - 1.9 m Podłużna współrzędna środka parcia statecznika poziomego - 3.157 m Pionowa współrzędna środka parcia statecznika poziomego -.323 m Boczna współrzędna środka parcia prawej połówki płata statecznika poziomego - -.67 m Podłużna współrzędna środka parcia statecznika pionowego - Pionowa współrzędna środka parcia statecznika pionowego - Boczna współrzędna środka parcia prawego statecznika pionowego - Kąt początkowego odchylenia osi wału wirnika nośnego - 3.438 m.16 m -1.1 m +. 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 - Maksymalny kąt nastawienia statecznika poziomego - Minimalny kąt nastawienia statecznika poziomego - Maksymalny kąt nastawienia steru kierunku - Minimalny kąt nastawienia steru kierunku - Kąt ustawienia osi śmigła względem osi OX - + 15. stopni - 5. stopnie 1. stopni +1. stopni - 1. stopni +2. stopni - 2. stopni. stopni

Cx, Cy [-] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 8/28 nr 3.2 DNE ERODYNMICZNE PŁTOWC 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. W2..8 efektywna powierzchnia statecznika poziomego wynosi 2 x.97m 2 =1.94m 2 a powierzchnia statecznika pionowego wynosi 2 x.65m 2 =1.3 m 2. Współczynniki siły nośnej i oporu płatowca.1.8.6 Cxk Cyk.4.2-3 -2-1 1 2 3 4 -.2 -.4 -.6 -.8 lfa [deg] Rys. 3.1

Cmyk [-] Cmz [-] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 9/28 nr Wspólczynnik momentu pochylającego bez usterzenia.15.1.5-3 -2-1 1 2 3 4 -.5 -.1 -.15 lfa [deg] Rys. 3.2 Współczynnik momentu odchylającego płatowca.1.8.6.4.2 alfa=-2 alfa=-1 alfa= alfa=1 alfa=2. -3-2 -1 -.2 1 2 3 -.4 -.6 -.8 -.1 Beta [deg] Rys. 3.3

Czsp [-] Cmx [-] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 1/28 nr Współczynnik momentu przechylajacego płatowca.4.3.2.1 alfa=-2 st. alfa=-1 st. alfa= st. alfa=+1 st. alfa=+2 st.. -3-2 -1 1 2 3 -.1 -.2 -.3 -.4 Beta [deg] Rys. 3.4 Współczynnik siły nośnej statecznika poziomego 1.8.6.4.2-25 -2-15 -1-5 -.2 5 1 15 2 25 -.4 -.6 -.8 alfa [deg] Rys. 3.5

dcmzk [-] Czk [-] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 11/28 nr Zależność współczynnika siły bocznej płatowca od kąta ślizgu.5.4 alfa=-2.3 alfa=-1 alfa=.2 alfa=1.1 alfa=2. -3-2 -1 -.1 1 2 3 -.2 -.3 -.4 -.5 Beta [deg] Rys. 3.6 Przyrost współczynnika momentu pochylającego.15.1.5. -3-2 -1 -.5 1 2 3 -.1 -.15 -.2 -.25 -.3 alfa=-2 alfa=-1 alfa= alfa=1 alfa=2 -.35 beta [deg] Rys. 3.7.

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 12/28 nr 3.3 ŁOPT WIRNIK Wirnik nośny jest wirnikiem z 4 łopatami t.j. z dwoma wirnikami typu huśtawka (rys. 5.11) przesuniętymi w azymucie co 9 stopni. Promień wirnika - 4.4 m Cięciwa łopaty -.199 m Kąt stożka - stopni R=4.4m R =.44m Rys. 3.8 Schemat wirnika nośnego c = st. 3.4 POZOSTŁE DNE Pozostałe dane do obliczeń zestawiono poniżej : ELT =.313 m odległość osi pochylania wirnika od osi przegubu wahań wirnika ELB =.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=2 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.

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 13/28 nr FI7=2. [deg] zadany konstrukcyjny kąt nastawienia łopat wirnika (kąt skoku wirnika) OBR =35 [obr/min] wartość początkowa (startowa) obrotów wirnika do obliczeń EPSW= [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) R=.1 [-] nieczynny aerodynamicznie promień względny łopaty WN KH= [-] kinematyczny współczynnik sprzężenia wahań pionowych łopaty WN z przekręceniami (kompensator wahań) SG=.5787 [-] wypełnienie tarczy WN GM=.52 [-] charakterystyka masowa łopaty WN - liczba Locka b R a 2 4 7 I ph IPH = 12 [kgm 2 ] moment bezwładności łopaty względem przegubu wahań SPH=5 [kgm] statyczny moment łopaty względem przegubu wahań RW=4.4 [m] promień WN C =. [deg] konstrukcyjny kąt stożka wirnika nośnego B=.98 [-] współczynnik strat końcowych WN DXX =. [-] poprawka na współczynnik oporu profilowego łopaty WN SSP=1.94 [m 2 ] powierzchnia statecznika poziomego 1WK=[., 5., 15.] [deg] wektor kątów odchylenia osi wirnika, dla których podajemy kąty ustawienia statecznika poziomego. EPSSPK [.,.,.] [deg] wektor kątów ustawienia statecznika poziomego podawanych dla współrzędnych wektora 1WK. 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=. stopni SKIL =1.3 [m 2 ] powierzchnia steru kierunku - sumaryczna powierzchnia dwóch sterów kierunku DCYKIL=4.1 [-] gradient współczynnika siły nośnej statecznika pionowego BK=.69 [m] średnia cięciwa statecznika pionowego RWS =.85 [m] promień śmigła SGS=.994 [-] wypełnienie tarczy śmigła

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 14/28 nr EPSM=[deg] kąt zaklinowania śmigła (kąt pomiędzy osią śmigła a osią OX układu współrzędnych) UKS =183.4[m/s] prędkość końca łopaty śmigła R=[.23,.24,.25,.3,.35,.4,.45,.5,.55,.6,.65,.7,.75,.8,.85,.9,.925,.95,.975,1.] [-] wektor względnych promieni (odniesionych do RW) przekrojów obliczeniowych łopaty WN (ilość współrzędnych <=2) BW=[2*1.] [-] wektor względnych cięciw łopaty WN (odniesionych do cięciwy na.7r) w podanych przekrojach (ilość współrzędnych <=2) DFIO=[2*.] [deg] wektor kątów geometrycznego skręcenia łopaty WN względem przekroju na.7r w podanych przekrojach (ilość współrzędnych <=2). 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.

Ts [N] Ps [kw] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 15/28 nr 25 Zależność sumy mocy przekazywanej na śmigła od prędkości lotu, m=162kg, H= km, lot poziomy 2 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.1 Zależność sumy ciągu śmigieł od prędkości lotu, m=162kg, H=km, lot poziomy 45 4 35 3 25 2 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.2

NR [obr/min] Xk, Xwn [N] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 16/28 nr Siła oporu kadłuba i siła oporu wirnika nośnego, m=162kg, H=km, lot poziomy 4 35 3 25 2 15 1 5 opór kadłuba opór wirnika 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.3 Zależność obrotów wirnika od prędkosci lotu, m=162kg, H=km, lot poziomy 46 44 42 4 38 36 34 32 3 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.4

Ps [kw] Tetk [st.] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 17/28 nr Zależność kąta pdłużnego położenia kadłuba od prędkości lotu, m=162kg, H=km, lot poziomy 25 2 15 1 5-5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.5 2 Zależność sumy mocy przekazywanej na śmigła od prędkości lotu, m=934kg, H= km, lot poziomy 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.6

Xk, Xwn [N] Ts [N] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 18/28 nr 4 35 3 25 2 15 1 5 Zależność sumy ciągu śmigieł od prędkości lotu, m=934kg, H=km, lot poziomy 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.7 Siła oporu kadłuba i siła oporu wirnika nośnego, m=934kg, H=km, lot poziomy 35 3 25 2 15 1 5 opór kadłuba opór wirnika 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.8

Tetk [st.] NR [obr/min] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 19/28 nr 45 Zależność obrotów wirnika od prędkosci lotu, m=934kg, H=km, lot poziomy 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.9 Zależność kąta pdłużnego położenia kadłuba od prędkości lotu, m=934kg, H=km, lot poziomy 2 15 1 5-5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.1

Ts [N] Ps [kw] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 2/28 nr 2 Zależność sumy mocy przekazywanej na śmigła od prędkości lotu, m=792kg, H= km, lot poziomy 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.11 35 3 25 Zależność sumy ciągu śmigieł od prędkości lotu, m=792kg, H=km, lot poziomy 2 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.12

NR [obr/min] Xk, Xwn [N] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 21/28 nr Siła oporu kadłuba i siła oporu wirnika nośnego, m=792kg, H=km, lot poziomy 25 2 opór kadłuba opór wirnika 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.13 41 Zależność obrotów wirnika od prędkosci lotu, m=792kg, H=km, lot poziomy 39 37 35 33 31 29 27 25 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.14

Ps [kw] Tetk [st.] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 22/28 nr Zależność kąta pdłużnego położenia kadłuba od prędkości lotu, m=792kg, H=km, lot poziomy 25 2 15 1 5-5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.15 2 Zależność sumy mocy przekazywanej na śmigła od prędkości lotu, m=664kg, H= km, lot poziomy 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.16

Xk, Xwn [N] Ts [N] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 23/28 nr 35 3 25 Zależność sumy ciągu śmigieł od prędkości lotu, m=664kg, H=km, lot poziomy 2 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.17 Siła oporu kadłuba i siła oporu wirnika nośnego, m=664kg, H=km, lot poziomy 25 2 opór kadłuba opór wirnika 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.18

Tetk [st.] NR [obr/min] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 24/28 nr 41 Zależność obrotów wirnika od prędkosci lotu, m=664kg, H=km, lot poziomy 39 37 35 33 31 29 27 25 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.19 Zależność kąta pdłużnego położenia kadłuba od prędkości lotu, m=664kg, H=km, lot poziomy 18 16 14 12 1 8 6 4 2-2 5 1 15 2 25 3 35 Rys. 4.2

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 25/28 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=17KW. 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=162kg Vmax= 217 km/h dla masy m= 934kg Vmax= 238 km/h dla masy m= 792kg 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 : V H maksymalna prędkość pozioma na mocy maksymalnej ciągłej, V NE prędkość nie przekraczalna, V D prędkość w nurkowaniu (demonstracyjna). Pomiędzy prędkościami V D i V NE zachodzi związek V D.9 najwyżej stanowić 9% prędkości V D. V NE. Czyli V NE może co Dlatego najbardziej istotnym pytaniem jakie się pojawia jest pytanie o wartość prędkości V NE. W celu ustalenia prędkości V NE rozpatrzmy lot wiatrakowca z opadaniem. Przyjmiemy, że maksymalna wartość składowej pionowej prędkości lotu (prędkość opadania) nie powinna przekraczać 1m/s (na podstawie doświadczenia śmigłowcowego). Poniższy rysunek 4.21 przedstawia zależność sumy mocy niezbędnej na napęd śmigieł od prędkości lotu z opadaniem 1m/s. Z tego wykresu odczytujemy, że prędkość osiągnięta na mocy startowej dwóch silników Rotax 914 wynosi 27km/h. Ta wartość powinna być przyjęta jako prędkość V D (zgodnie z oznaczeniami CS 27). Stąd prędkość V NE <=.9 V D =.9 27=243km/h (24km/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 : V D = 27km/h V NE =24km/h.

Ps [KW] Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 26/28 nr 25 Zależność sumy mocy przekazywanej na śmigła od prędkości lotu, m=162kg, H= km, opadanie 1m/s 2 15 1 5 15 17 19 21 23 25 27 29 Rys. 4.21 5. WNIOSKI Na podstawie wyników obliczeń można sformułować następujące wnioski : 1. prędkości maksymalne wiatrakowca w locie poziomym na wysokości H=km w warunkach W na mocy startowej silników Rotax 914 (2 x 85KW) wynoszą: Vmax= 212 km/h dla masy m=162kg Vmax= 217 km/h dla masy m= 934kg Vmax= 238 km/h dla masy m= 792kg Vmax= 242 km/h dla masy m= 664kg. 2. Prędkość demonstracyjna wiatrakowca wynosi V D = 27km/h. 3. Prędkość maksymalna wiatrakowca wynosi V NE = 24km/h.

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 27/28 nr

Obliczeniowo-nalityczny Strona / Stron 28/28 nr 6. WYKZ LITERTURY I MTERIŁÓW 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-3/212/L [ 2 ] J. Bronowicz - Stateczność statyczna i sterowność wiatrakowca opracowanie nr JB-1/212/L [ 3 ] Raport z analiz numerycznych geometrii kadłuba wiatrakowca w wersji m1-2_2. [ 4 ] J. Bronowicz - Obliczenia stateczności statycznej wiatrakowca Fusioncopter (ktualizacja na dzień 5.2.213) opracowanie nr JB-19/213/L