SIMCON Drake - Dokumentation - OUV

SIMCON Drake KAPITEL 2. FLUGZEUGGEOMETRIE
Geometrie des Originals in kleinerem Maßstab (weitgehend) entspricht - die aerodynamischen
Randbedingungen grundlegend unterscheiden. Damit erweiterte sich die Auslegung
des Flugzeuges um einen weiteren iterativen Prozess, den es zu lösen galt.
Der Downwash, bzw. Upwash ist im wesentlich von folgenden Faktoren abhängig:
� Dem horizontalen Abstand von Canard zu Flügel x
� Dem vertikalen Abstand von Canard zu Flügel z
� Der Streckung des Flügels AR
� Der Zuspitzung des Flügels λ
� Der Pfeilung des Flügels ϕ
� Dem Verhältnis von Flügelspannweite zu Canardspannweite bw
bc
Downwash des Canards
Der Downwashwinkel ε gibt an, um welchen Winkel sich der effektive Anstellwinkel αeff.
am Flügel durch die nach unten abgelenkte Luftströmung hinter dem Canard verändert.
Diese Veränderung bedeutet dabei effektiv eine Verringerung des Anstellwinkels am Flügel,
da der hinter dem Canard nach unten abgelenkte Luftstrom zu einer Anströmung am
Flügel von “weiter oben” führt. Für die Bestimmung unseres Neutral - und Schwerpunktes,
sowie zur Bestimmung der Einbauwinkel (vgl. 2.4.5) von Hauptflügel und Canard benötigen
wir den Wert dεw
dα , welcher die Veränderung des Downwashes in Abhängigkeit des
Anstellwinkels angibt.
Den Tabellen aus der ” Prediction of Average Downwash Gradient for Canard Configurati-
ons“ [Lev92] kann man , wenn x, z, AR, λ und ϕ bekannt sind, einen Wert für dεw
dα entnehmen.
Ebenso kann man aus einer weiteren entsprechenden Tabelle einen Korrekturwert kb
entnehmen, welcher von dem Verhältnis der Flügelspannweite zur Canardspannweite bw
bc
abhängig ist. Mit diesem Wert ergibt sich dann: dεw
dα = kb · dεw
dα . Über diesen Weg erhalten
= 0.4.
wir für unser manntragendes Flugzeug dεw
dα
Upwash des Hauptflügels
= 0.48 und für unser Modell dεw
dα
Weil durch die Umströmung auf Ober- und Unterseite des Hauptflügels auch vor dem Flügel
selbst eine Veränderung der Strömungsverhältnisse bewirkt wird, muss zusätzlich zu
dem Downwash-Effekt des Canards auch der Upwash des Hauptflügels berücksichtigt werden.
Die Anströmung des Hauptflügels stellt sich bei stationärer Strömung so ein, dass sie
schräg von unten auf den Flügel trifft, da sie so besser dem Profil folgen kann. Dadurch erhöht
sich folglich der effektive Anstellwinkel αeff. des Canards. Der Upwash des Flügels ist
von den gleichen Parametern abhängig wie der Downwash des Canards: eine Veränderung
des horizontalen oder vertikalen Abstandes von Flügel und Canard ändert den Upwash
genauso, wie jegliche Veränderung am Hauptflügel selber (also z.B. eine geänderte Aspect
Ratio, eine andere Taper Ratio λ oder Pfeilung ϕ). Einen Wert dε
dα , welcher die Veränderung
des Upwashes in Abhängigkeit des Anstellwinkels angibt, erhalten wir aus [Ros03],
Seite 54, Figure 2.15: Magnitude of � 1 − dε
�
dα on the Longitudinal Axis. Dieser Wert beträgt
für unser manntragendes Flugzeug dε
dε
dα = −0.15 und für unser Modell dα = −0.12. Hierbei
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