Låt oss säga att jag har ett redan byggt flygplan med kända grundläggande egenskaper som vikt, vinge och vingeyta, och jag kan mäta tiden för alla möjliga manövrer med olika hastigheter.
Hur kan jag beräkna rulla ögonblick av ett aileron i sin maximal avböjning? Precisionen av hundratals [kg * m] är tillräcklig.
Om du känner till rullande hastighet vid en viss flyghastighet kan du beräkna aileron effektiviteten och använda den för att beräkna krafterna. Den slutliga rullande hastigheten uppnås när rulldämpning och det aileroninducerade rullande ögonblicket når en jämvikt: $$ c_ {l \ xi} \ cdot \ frac {\ xi_l - \ xi_r} {2} = -c_ {lp} \ cdot \ frac {p \ cdot b} {2 \ cdot v_ \ infty} $$ Således är din aileron effektivitet $$ c_ {l \ xi} = -c_ {lp} \ cdot \ frac {p \ cdot b} {v_ \ infty \ cdot (\ xi_l - \ xi_r)} $$ Rulldämpningstiden är för ovävda vingar $ c_ {lp} = - \ frac {1} {4} \ cdot \ frac {\ pi \ cdot AR} {\ sqrt {\ frac {AR ^ 2} {4} + 4} 2} $$ och ögonblicket per aileron är nu $$ M = c_ {l \ xi} \ cdot \ xi \ cdot S_ {ref} \ cdot b \ cdot q_ \ infty $$ Beräkna ögonblicket för varje aileron separat; Normalt är vänster och höger avböjningsvinkel inte exakta motsatser, vilket bidrar till att minska pinnekrafterna.
Om du bara behöver en approximation kan du göra det så här:
Du behöver först ha alla dimensioner och avböjningsvinklarna. Jag förväntar mig att du inte har hisspolar i vingsektionen, så du måste approximera höjningen av höjden på grund av aileronböjning med allmänna formler. Detta är $$ c_ {l \ xi} = c_ {l \ alpha} \ cdot \ sqrt {\ lambda} \ cdot \ frac {S_ {aileron}} {S_ {ref}} \ cdot \ frac {y_ {aileron} } {b} $$
och ögonblicket per aileron är nu $$ M = c_ {l \ xi} \ cdot \ xi \ cdot S_ {ref} \ cdot b \ cdot q_ \ infty = c_ {l \ alpha} \ cdot \ sqrt {\ lambda} \ cdot \ xi \ cdot S_ {aileron} \ cdot y_ {aileron} \ cdot q_ \ infty $$
Nomenklatur:
$ p \: \: \: \: \: \: \: \: $ dimensionell rullande hastighet (= $ \ omega_x \ cdot \ frac {b} {2 \ cdot v_ \ infty} $). $ \ omega_x $ är rullhastigheten i radianer per sekund.
$ b \: \: \: \: \: \: \: \: $ vinge span
$ c_ {l \ xi} \: \: \: \: \: \: $ aileronlyft ökar med avböjningsvinklar $ \ xi $
$ \ xi_ {l, r} \: \: \: \: \: $ vänster och höger aileron avböjningsvinklar (i radianer)
$ c_ {lp} \: \: \: \: \: $ rulldämpning
$ c_ {l \ alpha} \: \: \: \: \: $ vingsens höjningskoefficientgradient över angreppsvinkeln. Se detta svar om hur du beräknar det .
$ \ pi \: \: \: \: \: \: \: \: $ 3.14159 $ \ prickar
$ AR \: \: \: \: \: $ bildformat för vingen
$ \ lambda \: \: \: \: \: \: \: \: $ relativ aileron ackord
$ S_ {aileron} \: $ Yta på den vinkelledda delen av vingen
$ S_ {ref} \: \: \: \: \: $ Referensområde (normalt vingarens område)
$ y_ {aileron} \: $ spänningscentret i den vinkelformade delen av vingen
$ v_ \ infty \: \: \: \: \: $ sann flyghastighet
$ q_ \ infty \: \: \: \: \: $ dynamiskt tryck
Beroende på den relativa ackordlängden hos aileronen är denna formel bra för maximal avböjning av 20 ° av en 20% ackord-aileron eller 15 ° avböjning av en 30% ackord aileron. Kom ihåg: Detta är en grov uppskattning för raka vingar.
Läs andra frågor om taggar aerodynamics ailerons Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna