Kérdés:
Hogyan lehet elvégezni az "első elv" teljesítményszámítást?
Tomas
2017-12-30 15:44:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

PhD hallgató vagyok a repülés dinamikájáról és irányításáról. Ezen a héten kaptam egy megbízást, hogy végezzek néhány kutatást a repülőgépek teljesítményének kiszámításának módszereiről. Némi internetes keresés után azt tapasztaltam, hogy a hagyományos módszerek a repülőgép repülési kézikönyvében (APM) szereplő táblázatos adatoktól függenek, és körülbelül egy évtizeddel ezelőtt a Boeing és az Airbus is az első elv módszerével kezdte meg a teljesítmény számítását.

Olvastam egy tanácsadó körlevelet tartalmazó dokumentumról, amely meghatározza ezt a módszert:

Olyan számítás, amely olyan alapvető paramétereket használ, mint az emelés, a húzás, a teljesítmény vagy a tolóerő stb. mozgás. ( AC-szám: 25.1581-1, 1. változás. )

És egy Airbus dokumentum néhány magyarázatot ad erre a módszerre:

A teljesítményszámítási folyamat következő lépése, amelyet OCTOPUS-nak (Operatív és tanúsított felszállási és leszállási univerzális szoftver) neveznek, nemcsak ugyanazokat az előnyöket kínálja, mint a TLC, de drasztikusan megváltoztatja a teljesítményszámítási módszert is. Ez már nem előre kiszámított adatokon alapul, hanem az „első elv” módot használja, amely lehetővé teszi a valós időben történő számítások számára a nagyobb felszállási súly előnyeit. Az OCTOPUS teljesítményadatbázis az előre kiszámított teljesítményeredmények helyett tartalmazza a repülőgép és a motor összes jellemzőjét, lehetővé téve a fizikai egyenleteken alapuló teljesítményszámítást. Ezenkívül az OCTOPUS egy új és továbbfejlesztett felszállási diagram formátumot vezet be, többkonfigurációk és hatások alkalmazásával. (" Megközelítés a repülőgép teljesítményével ", Airbus)

Nem találtam azonban papírt vagy jelentést ebben a témában. Van valaki, aki tudna segíteni a módszer néhány részletének felajánlásával, vagy néhány referenciával?

Három válaszokat:
Peter Kämpf
2017-12-30 21:49:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A mozgásegyenletek a könnyű rész. Lényegében megnézi a repülőgépet érő összes erőt (emelés, tolóerő, vonóerő, súly), és egyensúlyba hozza azokat a megfelelő vezérlési beállításokkal (felvonó, fojtószelep) és a gyorsulásokkal (ha tolóerő> húzás, akkor az előre történő gyorsulás (tolóerő - húzás) / tömeg).

Ezt újra és újra megismétli, egy időben. A következő időmérő új sebességgel látja a repülőgépet, amelyet úgy kap, hogy megszorozza az előre haladó gyorsulást az idővel és a magassággal, ha az emelkedési sebesség nem nulla. Az új, megváltozott tömeg a régi tömeg, levonva az utolsó időbeli elfogyasztott üzemanyagot. Stb. Ez magában foglalja a koordináta-fordításokat, mivel egyes erőket az aerodinamikai, másokat a repülőgép-koordinátarendszer határoz meg. A NASA Langley közzétett egy nyílt forráskódú szoftvert, amely pontosan ezt teszi ( LaRCsim).

A nagyon nagy pontosság érdekében még modellezheti a tehetetlenségeket és kiszámíthatja, hogy mely csűrőhajlítás szükséges a beérkezéshez. egy kívánt gördülési sebességet a következő ütemben, de anélkül is nagyon pontos adatokat kap, ha az erők helyesek.

A nehéz az, hogy elérjük a megfelelő erőket. Itt több kérdésünk volt, és a modern utasszállító repülőgépek aerodinamikai adatait kértük, és minden alkalommal a válasz az volt: Titokban vannak. Saját elemzést kell készítenie, és ez a motor adataival is megegyezik. A régebbi módszerek táblázatos adatokra támaszkodtak, de a táblázat érvényességén kívül eső feltételek kiszámításához az erőket analitikusan kell kiszámítaniuk. Hogy megtudja, milyen paramétereket kell figyelembe venni, nézze meg ezt a választ a Boeing SCAP modulról.

Azonban még néhány nyers feltételezés is nagyon közel hozhat a valódi eredményre.

Megállapítottam, hogy az alapvető emelési / áthúzási adatok meglepően pontosak (repülési) teljesítményhez Obert „Közlekedési repülőgépek aerodinamikai kialakítása” című művében, azonban a motor teljesítményére vonatkozóan nem találtam hasonló nyílt adatokat, elsősorban a tolóerő / üzemanyag-áramlás összefüggéseit. Nem vagyok biztos benne, hogy a motor gázdinamikai egyenleteinek hasonló nyílt adatok felhasználásával történő szimulációja milyen közel lehet. A (tanúsított) felszállási és leszállási teljesítmény tekintetében további szempontok is szerepet játszanak, mivel ez függ a spoiler, a fék és a tesztpilóta jellemzőitől is.
Köszönöm szépen, Peter. Ismerem a repülőgép-dinamika modellezését és a repülésszimulációt, mivel ezekre szükség van az ellenőrzési rendszer tervezésének érvényesítéséhez. Ami a modellezést és az azt követő teljesítményszámításokat / szimulációkat illeti, az aerodinamikai adatok és a motor modellje valóban döntő fontosságú, bár nem könnyű megszerezni (ha nem is elérhető). Egyelőre megpróbálom kitalálni, hogyan lehet elvégezni az "első elv" teljesítményszámítást, azaz az eljárásokat és módszereket, stb. És egy adott repülőgéptípus tényleges kiszámítása kívül esik a jelenlegi hatályomon.
Tegnap keresgéltem az interneten, és megállapítottam, hogy a Jeppesen és a Boeing egyaránt teljesítményszámítási eszközt javasolt ([Jeppesen] (http://www.jeppesen.com/download/ca/ONBRD_PER_TOOL_EFB.pdf) / [Boeing] (http: // www .boeing.com / asset / pdf / commercial / aviationervices / brochures / OnBoardPerformanceTool.pdf)), Jeppesen brosúrájában kifejezetten kimondják, hogy az „első elv” módszert alkalmazzák. Gondolom ugyanez a helyzet a Boeing termékkel is, mivel a „valós idejű” számítás funkcióként szerepel.
Kerestem a Engineer Village és a Web of Knowledge (két nagy folyóirat-adatbázis) között is, azonban nem találtam olyan tudományos cikket vagy jelentést, amely elmagyarázta volna az ilyen számításokhoz szükséges speciális technikákat, ami furcsának tűnik. Kíváncsi vagyok, hogy a klasszikus repülési mechanika tankönyvek már foglalkoznak-e vele. Talán újra el kell találnom a könyveket ...
@Tomas: Igen, a tankönyveknek jól ki kell terjedniük a témára. Az internetes kamera túl későn érkezett meg, ezért amire még mindig szüksége van, az leginkább könyvekben található. A drag and lift adatbázishoz a [Sighart Hoerner] könyveit ajánlom (http://hoernerfluiddynamics.com/history-of-sighard-hoerner-wikipedia/). Mindazonáltal ki kell választania egy adott típust, vagy létre kell hoznia egy általános típust. Végül szükség van a tényleges erőkre, tömegekre, tolóerőre és üzemanyag-fogyasztási adatokra. A motor szimulációjához használjon [Gasturb] (http://www.gasturb.de) - Mindig gyártottam belőle egy motorfedélzetet, és fel-le skáláztam, amikor a paramétereim megváltoztak a modelljeimen.
@PeterKämpf Hmm, látom. Nagyon szépen köszönöm a segítséget.
Koyovis
2017-12-30 20:32:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ez a teljes repülésszimulátorokban (FFS) használt aerodinamikai és inerciális adatok. Az Airbus és a Boeing egyaránt biztosítja az adatcsomagot a D szintű FFS számára, ahol a repülés elején az oktató megadja a hasznos terhet, a CoG-t, az üzemanyag-terhelést stb., És az ebből származó repülőgép-dinamikát használják a repülés szimulálására.

Lehet, hogy tekintse meg a nyílt forráskódú PC-s repülésszimulátor szoftvereket, mint például a FlightGear, amely aerodinamikai és repülési dinamikai modellekkel rendelkezik mind az A320, mind a B737 modellekhez. Természetesen leegyszerűsítve és nem hitelesítve, így nincs utalás a tényleges hűségre, de ésszerű eredményt kell elérniük, ha a szimulált dinamika a ballparkban van.

Köszönöm a válaszod. Tehát úgy gondolom, hogy a fő különbség a számítás elvégzéséhez felhasznált adatokban rejlik, míg az alapvető számítási módszer ugyanaz, akár a táblázatos adatokon alapuló hagyományos módon, akár az „első elv” módszert alkalmazó „modern” módszerrel. Ez a helyzet?
"* Számítás olyan alapvető paraméterek felhasználásával, mint az emelés, a vonóerő, a teljesítmény vagy a tolóerő stb. A "* mozgásegyenletek *" bit egyértelmű, az "* alapvető paraméterek *" ebben kissé zavart okozhat. A régi módszerre vonatkozó hivatkozás táblázatos adatokból állt. Az első elv a mozgásegyenletek eredményét használja referenciaként. A régi módszer és az Első módszer ugyanazokat az aerodinamikai adatokat használhatja bemenetként, valószínűleg táblázatos adatok formájában is, az első elv sokkal nagyobb részletességet és pontosságot biztosít. Még sok más szabadságfok elérhető.
Megértem álláspontját, amikor a mozgásegyenleteket elemző eszközként gyümölcsözőbb eredményeket és képességeket kínálja a teljesítményszámításhoz. Olvastál már olyan cikket vagy jelentést, amely elmagyarázza az Első Eljárás módszerének sajátosságait?
Ugyanezeket a módszereket ismerem a teljes repülésszimulátorok aerodinamikai, motoros és repülési dinamikai modelljeinek forráskódjainál. Nem olvastam egy cikket, amely elmagyarázta az Elv sajátosságait, de a definícióból megértem, hogy pontosan megegyezik az FFS-sel.
Munkád hűvösen hangzik! Köszönöm a referenciádat. El fogok keresni néhány cikket az FFS területén, hogy elolvashasd.
Cpt Reynolds
2017-12-30 20:17:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Az „első elv” számításának egyetlen módja az, ha (numerikusan) kiértékeli a repüléstechnika tankönyvekben található mozgás alapegyenleteit. Sajnos ehhez sok információra van szükség a repülőgép jellemzőiről (például a vonóerő-adatokról vagy a motor paramétereiről), amelyeket üzleti érzékenységük miatt a legtöbb repülőgépre általában nem tesznek közzé. Sidenote: A becslések elég messzire juthatnak! legjobb tudomásom szerint nem áll rendelkezésre nyilvánosan.

Igen, megértem, hogy egy bizonyos fokú pontosság eléréséhez aerodinamikai együtthatókra és motormodellekre vonatkozó információkra van szükség. De egyelőre érdekelnek az "Elv" számítások elvégzéséhez szükséges speciális technikák / eljárások. Tegnap a Engineer Village-ben és a Web of Knowledge-ben (két nagy folyóirat-adatbázis) kerestem, azonban nem találtam tudományos cikket vagy jelentést, amely elmagyarázta volna a konkrét technikákat, ami furcsának tűnik. Kíváncsi vagyok, hogy a klasszikus repülési mechanika tankönyvek már foglalkoznak-e vele.


ⓘ
Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 3.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...