SIMCON Drake - Dokumentation - OUV

SIMCON Drake KAPITEL 2. FLUGZEUGGEOMETRIE
2 (Ruderwirkung schritt2.m) haben wir das nun entworfene Querruder in XFLR5 nachgebaut.
Den durch die Simulation in XFLR5 bekannten Rollmomentenbeiwert konnten wir
dazu benutzen, unsere Ergebnisse zu verifizieren.
Schritt 1: Beschreibung der Überschlagsrechnung:
Grundsätzlich müssen wir zur Bestimmung der maximalen Rollrate sowie der Rollbeschleunigung
zwei Größen beschreiben.
1. Dämpfungsmoment Mdaem
2. Durch die Querruder erzeugtes Moment Mδ
Dämpfungsmoment:
Zur Ermittlung des Dämpfungsmoments haben wir zunächst das Profil in einem infinitesimal
kleinen Spannweitenbereich, also sozusagen zweidimensional, betrachtet. Zur Beschreibung
des Auftriebs an dieser Stelle kann man die folgende Gleichung verwenden:
mit:
�
∂Ldaem = q · cL0 + ∂cL
∂α · αeff
�
(y, p,v) · c(y) · ∂y (2.34)
� αeff (y, p,v): effektiver Anstellwinkel an der Stelle y in Abhängigkeit von der Rollgeschwindigkeit
p und der Geschwindigkeit v
� c(y): Profiltiefe an der Stelle y
� q: dynamischer Druck
� ∂cL
∂α : Auftriebsanstieg des Flugzeugs (in XFLR 5 ermittelt)
Der effektive Anstellwinkel lässt sich folgendermaßen berechnen:
αeff (y, p,v) = α − p · y
v
Anmerkung: Der Anstellwinkel wird hierbei im Bogenmaß angegeben.
(2.35)
Wenn wir nun die Formel für ∂Ldaem mit dem Hebelarm y von der Rumpfmitte (Schwerpunkt
liegt in der Symmetrieebene) multiplizieren, ergibt sich das Dämpfungsmoment der
infinitesimal kleinen Stelle ∂y: ∂Mdeam = ∂Ldaem · y. Dies können wir nun über die
Spannweite integrieren, um das Dämpfungsmoment der gesamten Tragfläche zu erhalten.
Querrudermoment:
Mdaem =
ˆ
∂Mdaem
(2.36)
Beim Querrudermoment sind wir im Prinzip ähnlich vorgegangen. Zunächst haben wir wieder
das Profil in einem infinitesimal kleinen Spannweitenbereich betrachtet, an dem das
Querruder sitzt. Wir haben mit XFLR 5 das Profil mit ausgeschlagenem Querruder simuliert
und dabei den Auftriebsanstieg des Profils in Abhängigkeit vom Querruderausschlag
∂cL
∂δ 2d
, ermittelt.
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