SIMCON Drake - Dokumentation - OUV

SIMCON Drake KAPITEL 2. FLUGZEUGGEOMETRIE
Da wir unsere Berechnungen mit MATLAB durchgeführt haben, konnten wir die Abmaße
der Querruder innerhalb dieser ersten Überschlagsrechnung solange verändern, bis wir die
gewünschte Rollrate erreicht hatten.
Die Abmessungen der Querruder sehen nun wie folgt aus (in y-Richtung)
� yqinnen
� yqaußen
= 2, 5m
= 4, 8m
Den Ruderausschlag haben wir, durch Vergleich mit bestehenden Flugzeugen dieser Klasse,
folgendermaßen festgelegt.
� δoben = 37�
� δunten = −25�
Der obere Ausschlag ist hierbei größer, um das negative Wendemoment abzuschwächen.
Schritt 2 Nun geht es darum, die im Schritt 1 berechnete Vordimensionierung zu verfeinern
und zu bestätigen. Hierzu haben wir dem Flugzeug in XFLR 5 die Querruder
“angebaut” und dieses dann dreidimensional simuliert.
Der weitere Vorgang entspricht dem des Schritt 1. Für das Dämpfungsmoment gilt weiterhin
der oben beschriebene Zusammenhang. Allerdings haben wir, da unser Canard schon
eine beträchtliche Spannweite besitzt, dessen Einfluss in die Berechnung des Dämpfungsmomentes
einfließen lassen. Da die nun berechnete Rollrate trotz Einbezug des Canards
deutlich größer ausfiel als die der Vorauslegung, haben wir in einem Iterationsschritt nun
die Tiefe der Querruder in XFLR 5 auf 17% reduziert und den Ruderausschlag auf +30�
und −20� herabgesetzt.
Wir erhalten dann einen Rollmomentenbeiwert:
� cl,roll = 0.173
Dieser wurde bei einem Querruderausschlag von δoben = 30� und δunten = −20� erreicht.
Es ergibt sich also ein Gesamtausschlag von 50�. Der Momentenanstieg über dem
Querruderausschlag lautet also:
� ∂cl,roll
∂δges
= 0.173/50 = 0.0035/Grad
� Mδ = q · ∂cl,roll
∂δges
· (δrechts − δlinks) · b · Sref
Mit den Berechnungen des Schritt 2 erreichen wir nun folgende Rollraten:
� im Reiseflug : 132�/sek
� beim Stall: 57�/sek
� bei Landegeschwindindigkeit: 75�/sek
� bei Abhebegeschwindigkeit:68�/sek
Zum Schluss gilt es, darzulegen, dass die gesetzlichen Anforderungen (vgl. [Age03b, S. 14,
CS-VLA157]) eingehalten werden. Diese lauten wie folgt:
Das Flugzeug muss aus einer Schräglage von 30� in einer bestimmten Zeit in die entgegengesetzte
Position, also 60� in die entgegengesetzte Richtung rollen. Die maximale Rolldauer
beträgt:
61