Аэродинамические силы и моменты

Вычислите аэродинамические силы и моменты с помощью аэродинамических коэффициентов, динамического давления, центра тяжести, центра давления и скорости

Библиотека

Аэродинамика

Описание

Блок Aerodynamic Forces и Moments вычисляет аэродинамические силы и моменты о центре тяжести. По умолчанию вводы и выводы представлены в осях тела.

Позвольте α быть углом нападения и β занос. Вращение от тела до осей устойчивости:

$C_{s \leftarrow b} = [\begin{matrix} потому что (α) & 0 & \sin (α) \\ 010 \\ - \sin (α) & 0 & потому что (α) \end{matrix}]$

может быть объединен с вращением от устойчивости до осей ветра:

$C_{w \leftarrow s} = [\begin{matrix} потому что (β) & \sin (β) & 0 \\ - \sin (β) & потому что (β) \\ 0001 \end{matrix}]$

привести к сетевому вращению от тела до осей ветра:

$C_{w \leftarrow b} = [\begin{matrix} потому что (α) потому что (β) & \sin (β) & \sin (α) потому что (β) \\ - потому что (α) \sin (β) & потому что (β) & - \sin (α) \sin (β) \\ - \sin (α) & 0 & потому что (α) \end{matrix}]$

Коэффициенты момента имеют то же обозначение во всех системах. Коэффициенты силы приведены ниже. Примечание там не является никакими определенными символами для компонентов силы осей устойчивости. Однако оси устойчивости имеют два компонента, которые неизменны от других осей.

$F_{A}^{w} \equiv [\begin{matrix} - D \\ - C \\ - L \end{matrix}] = C_{w \leftarrow b} \cdot [\begin{matrix} X_{A} \\ Y_{A} \\ Z_{A} \end{matrix}] \equiv C_{w \leftarrow b} \cdot F_{A}^{b}$

Компоненты/Оси	x	y	z
Ветер	_CD	_CC	_CL
Устойчивость	—	_CY	_CL
Тело	_CX	_CY	_CZ _(–CN)

Учитывая эти определения, чтобы составлять стандартные определения D, C, Y (где Y =-C), и L, коэффициенты силы в осях ветра умножаются на отрицательную идентичность diag (-1,-1,-1). Коэффициенты сил в осях устойчивости умножаются на diag (-1, 1,-1). C _N и C _X являются, соответственно, коэффициентами нормального и осевого усилия (C _N =-CZ).

Параметры

Input Axes: Задает систему координат для входных коэффициентов: Body (значение по умолчанию), Stability или Wind.
Force Axes: Задает систему координат для аэродинамической силы: Body (значение по умолчанию), Stability или Wind.
Moment Axes: Задает систему координат в течение аэродинамического момента: Body (значение по умолчанию), Stability или Wind.
Reference area: Задает область ссылки для вычисления аэродинамических сил и моменты.
Reference span: Задает ссылочный промежуток для вычисления аэродинамических моментов в x - осей и z - оси.
Reference length: Задает ссылочную длину для вычисления аэродинамического момента в y - оси.

Вводы и выводы

Первый вход состоит из аэродинамических коэффициентов (в выбранных входных осях) для сил и моменты. Эти коэффициенты упорядочены в вектор в зависимости от выбора осей:

Введите оси	Входной вектор
Тело	(осевое усилие Cx, сила стороны Сай, нормальная сила Cz, прокручивая Статью момента, передавая момент Cm, отклоняющийся от курса момент Cn)
Устойчивость	(CD силы сопротивления _{(β = 0)}, сила стороны Сай, лифт обеспечивает CL, прокручивая Статью момента, передавая момент Cm, отклоняющийся от курса момент Cn),
Ветер	(CD силы сопротивления, сила встречного ветра Cc, лифт обеспечивает CL, прокручивая Статью момента, передавая момент Cm, отклоняющийся от курса момент Cn),

Входной параметр	Тип размерности	Описание
Второй		Содержит динамическое давление.
Треть		Содержит центр тяжести.
Четвертый		Содержит центр давления. Это может также быть взято в качестве любой общей контрольной точки момента, пока остальная часть модели отражает использование контрольной точки момента.
Пятый (Для вводов или выводов в устойчивости или осях ветра)	Трехэлементный вектор	Содержит скорость в осях тела.

Вывод	Тип размерности	Описание
Сначала		Содержит аэродинамические силы (в выбранных выходных осях) в центре тяжести в x-, y-, и осях z.
Второй		Содержит аэродинамические моменты (в выбранных выходных осях) в центре тяжести в x-, y-, и осях z.

Предположения и ограничения

Состояние по умолчанию блока скрывает V _b входной порт и принимает, что преобразование является телом-телом.

Центр тяжести и центр давления приняты, чтобы быть в осях тела.

В то время как этот блок имеет способность вывести силы и/или моменты в осях устойчивости, блоки в библиотеке Equations of Motion в настоящее время разработаны, чтобы принять силы и моменты или в теле или в осях ветра только.