Цифровые силы и моменты DATCOM

Расчет аэродинамических сил и моментов с использованием производных статической и динамической устойчивости Digital DATCOM

развернуть все на странице

Библиотека:
Аэрокосмический блок/Аэродинамика

Описание

Блок Digital DATCOM Forces and Moments вычисляет аэродинамические силы и моменты вокруг центра тяжести, используя аэродинамические коэффициенты из Digital DATCOM.

Метки порта блока Digital DATCOM Forces and Moments изменяются в зависимости от единиц ввода и вывода, выбранных из списка Units.

Ограничения

Блок Digital DATCOM Forces and Moments поддерживает только Digital DATCOM, который является версией DATCOM 1976 года.
Эксплуатационные ограничения Digital DATCOM применяются к данным, содержащимся в параметре структуры Digital DATCOM. Для получения дополнительной информации об ограничениях Digital DATCOM см. раздел 2.4.5 справочного документа [1].
Цифровые параметры структуры DATCOM alpha, mach, alt, grndht, и delta должен быть строго монотонно увеличен для использования с цифровым блоком сил и моментов DATCOM.
Коэффициенты структуры Digital DATCOM должны соответствовать размерам точек останова (alpha, mach, alt, grndht, и delta) для использования с цифровым блоком сил и моментов DATCOM.

Порты

Вход

развернуть все

`Port_1` - Угол атаки
скаляр

Угол атаки, заданный как скаляр.

Типы данных: double

`Port_2` - Угол боковины
скаляр

Угол боковины, заданный как скаляр, в радианах.

Типы данных: double

`Port_3` - число Маха
скаляр

Число М, указанное как скаляр.

Типы данных: double

`Port_4` - Высота над уровнем моря
скаляр

Высота, заданная как скаляр, в выбранных единицах длины.

Типы данных: double

`Port_5` - Динамическое давление
скаляр

Динамическое давление, указанное как скаляр, в выбранных единицах давления.

Типы данных: double

`Port_6` - Скорость
трехэлементный вектор

Скорость, заданная как трехэлементный вектор, в выбранных единицах скорости и выбранных осях силы.

Типы данных: double

`Port_7` - Угол скорости атаки
скаляр

Угол скорости атаки, заданный как скаляр, в радианах в секунду.

Зависимости

Появляется при использовании платы управления DAMP на входе в Digital DATCOM.

Типы данных: double

`Port_8` - Угловые скорости тела
трехэлементный вектор

Угловые скорости тела, заданные как трехэлементный вектор, в радианах в секунду.

Зависимости

Появляется при использовании платы управления DAMP на входе в Digital DATCOM.

Типы данных: double

`Port_9` - Высота грунта
скаляр

Высота земли, заданная как скаляр, в выбранных единицах длины.

Зависимости

Появляется при использовании списка имен GRNDEF при вводе в Digital DATCOM.

Типы данных: double

`Port_10` - Отклонение контрольной поверхности
скаляр

Управление отклонением поверхности, определяемым как скаляр, в радианах.

Зависимости

Появляется, когда имена ASYFLP или SYMFLP и GRNDEF используются при вводе в Digital DATCOM.

Типы данных: double

Продукция

развернуть все

`Port_1` - Аэродинамические силы в центре тяжести
трехэлементный вектор

Аэродинамические силы в центре тяжести, возвращаемые как трёхэлементный вектор, в выбранной системе координат: Body (F, Fyx и Fz), или Wind (FD, Fy и FL).

Типы данных: double

`Port_2` - Аэродинамические моменты в центре тяжести
трехэлементный вектор

Аэродинамические моменты в центре тяжести, возвращаемые как трёхэлементный вектор, в координатах тела (Mx, My и Mz).

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

`Units` - Единицы измерения
`Metric (MKS)` (по умолчанию) | `English (Velocity in ft/s)` | `English (Velocity in kts)`

Единицы ввода и вывода, указанные как:

Единицы	Сила	Момент	Длина	Скорость	Давление
`Metric (MKS)`	Ньютон	Ньютон - метр	Метры	Метров в секунду	Паскаль
`English (Velocity in ft/s)`	Фунт	Фут-фунт	Ноги	Футов в секунду	Фунт на квадратный дюйм
`English (Velocity in kts)`	Фунт	Фут-фунт	Ноги	Узлы	Фунт на квадратный дюйм

Программное использование

Параметр блока: units

Текст: символьный вектор

Значения: 'Metric (MKS)' | 'English (Velocity in ft/s)' | 'English (Velocity in kts)'

По умолчанию: 'Metric (MKS)'

`Digital DATCOM structure` - Цифровая структура данных DATCOM
`factstruct{1}` (по умолчанию) | структура

Структура MATLAB ®, содержащая цифровые данные DATCOM. Эта структура генерируется datcomimport функция. Чтобы включить динамические производные в созданный выходной файл, вызовите datomimport функции с помощью damp ключевое слово.

Дополнительные сведения о создании цифровой структуры DATCOM см. в разделе Импорт из цифровых файлов DATCOM USAF. В этом примере показано, как поместить цифровые файлы DATCOM ВВС США (USAF) в среду MATLAB с помощью программного обеспечения Aerospace Toolbox.

Программное использование

Параметр блока: dcase

Текст: символьный вектор

Значения: factstruct{1} | структура

По умолчанию: factstruct{1}

`Force axes` - Система координат аэродинамической силы
`Body` (по умолчанию) | `Wind`

Система координат аэродинамической силы, указанная как Body или Wind.

Программное использование

Параметр блока: fmode

Текст: символьный вектор

Значения: 'Body' | 'Wind'

По умолчанию: 'Body'

`Interpolation method` - Метод интерполяции
`None - flat` (по умолчанию) | `Linear`

Метод интерполяции, указанный как None (flat) или Linear. Блок использует метод интерполяции для интерполяции коэффициентов статической и динамической устойчивости в структуре Digital DATCOM.

Программное использование

Параметр блока: imethod

Текст: символьный вектор

Значения: 'None (flat)' | 'Linear'

По умолчанию: 'None (flat)'

`Extrapolation method` - Метод экстраполяции
`None - clip` (по умолчанию) | `Linear`

Метод экстраполяции, указанный как None (clip) или Linear. Блок использует метод экстраполяции для экстраполяции коэффициентов статической и динамической устойчивости в структуре Digital DATCOM.

Программное использование

Параметр блока: emethod

Текст: символьный вектор

Значения: 'None (flat)' | 'Linear'

По умолчанию: 'None (flat)'

`Process out-of-range input` - Обрабатывать вход вне диапазона
`Clip to Range` (по умолчанию) | `Linear Extrapolation`

Обрабатывать входное действие вне диапазона, Linear Extrapolation или Clip to Range.

Программное использование

Параметр блока: rmethod

Текст: символьный вектор

Значения: 'Clip to Range' | 'Linear Extrapolation'

По умолчанию: 'Clip to Range'

`Action for out-of-range input` - Поведение блоков вне диапазона
`None` (по умолчанию) | `Warning` | `Error`

Поведение блока вне диапазона, указанное следующим образом.

Действие	Описание
`None`	Никаких действий.
`Warning`	При появлении предупреждения в окне команд MATLAB моделирование модели продолжается.
`Error` (по умолчанию)	MATLAB возвращает исключение, моделирование модели останавливается.

Программное использование

Параметр блока: action

Текст: символьный вектор

Значения: 'None' | 'Warning' | 'Error'

По умолчанию: 'None'

Примеры модели

Облегченная конструкция самолета

Как использовать продукцию MathWorks ® для решения технических и технологических проблем, связанных с проектированием летательных аппаратов, с использованием конструкции легкого летательного аппарата.

Открыть модель

Алгоритмы

развернуть все

Алгоритмы вычисления сил и моментов создают общие аэродинамические силы и моменты (F и M) из данных, содержащихся в параметре структуры Digital DATCOM:

F = F _{статический} + F _dyn

(1)

М = М _{статический} + M _dyn

(2)

Фстатический и Мстатический - статический вклад, а Фдын и Мдын - динамический вклад в аэродинамические коэффициенты. Если динамические характеристики не содержатся в параметре структуры Digital DATCOM, их вклад устанавливается равным нулю.

Характеристики статической устойчивости

Статические характеристики устойчивости включают следующее.

Коэффициент	Значение
C D	Матрица коэффициентов сопротивления. Эти коэффициенты определены как положительные для груза кормового действия.
C L	Матрица коэффициентов подъема. Эти коэффициенты определены как положительные для нагрузки, действующей в режиме повышения.
C m	Матрица коэффициентов качающегося момента. Эти коэффициенты определяются как положительные для вращения носа вверх.
C _Yβ	Матрица производных коэффициентов боковой силы относительно угла бокового выступа
C _nβ	Матрица производных коэффициентов рыскания-момента относительно угла бокового скольжения
C _lβ	Матрица производных коэффициентов качения по углу бокового скольжения

Это статический вклад в аэродинамические коэффициенты в осях устойчивости.

C D _{статический} = C D

(3)

C y _{статический} = C Yβ _β

(4)

C L _{статический} = C L

(5)

C l _{статический} = C lβ

(6)

C m _{статический} = C M

(7)

C n _{статический} = C nβ

(8)

Динамические характеристики стабильности

Характеристики динамической устойчивости включают следующее.

Коэффициент	Значение
C _Lq	Матрица производных подъемной силы из-за скорости тангажа
C _mq	Матрица производных качающегося момента из-за скорости тангажа
C _Ldα/dt	Матрица производных подъемной силы из-за скорости угла атаки
C _mdα/dt	Матрица производных кренящего момента из-за скорости угла атаки
C _альбом	Матрица производных прокатного момента из-за скорости прокатки
C _Yp	Матрица производных поперечной силы из-за скорости крена
C _np	Матрица производных момента рыскания из-за скорости крена
C _номер	Матрица производных момента рыскания из-за скорости рыскания
C _lr	Матрица производных скользящего момента из-за скорости рыскания

Это динамический вклад в аэродинамические коэффициенты в осях устойчивости.

$\begin{array}{l} _{CD}_{dyn} = \\ _{}_{0Cy} {dyn}_{=}_{Cypp} ( \\ _{}_{bref/2V)} CL_{}_{} dyn =_{\overset{}{(}} \overset{}{}_{} CLqq+CLα˙α˙) \\ (_{}_{} cbar/2V)_{} Cl_{dyn} = (_{} Clpp + \\ _{}_{Clrr)} (_{} {bref/2V}_{)}_{\overset{}{}} \overset{}{Cm} {dyn}_{=} ( \\ _{}_{} Cmqq+Cma˙a˙)_{(}_{} cbar/2V)_{Cn} dyn \end{array}$ = (Cnpp + Cnrr) (bref/2V)

Ссылки

[1] USAF Stability and Control Digital Datcom, AFFDL-TR-79-3032, 1979.

[2] Эткин, Б. и Л. Д. Рид. Динамика устойчивости и управления полётом, Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, 1996.

[3] Роскам, J. «Конструкция самолета Часть VI: Предварительный расчет аэродинамических, тяговых и силовых характеристик», Авиационная и инженерная корпорация Роскам, Оттава, Канзас: 1987.

[4] Стивенс, B. L. и Ф. Л. Льюис. Управление и моделирование летательных аппаратов, Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, 1992.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Аэродинамические силы и моменты | datcomimport

Темы

Импорт из файлов USAF Digital DATCOM

Представлен в R2006b

Документация

Цифровые силы и моменты DATCOM

Описание

Ограничения

Порты

Вход

Port_1 - Угол атаки скаляр

Port_2 - Угол боковины скаляр

Port_3 - число Маха скаляр

Port_4 - Высота над уровнем моря скаляр

Port_5 - Динамическое давление скаляр

Port_6 - Скорость трехэлементный вектор

Port_7 - Угол скорости атаки скаляр

Зависимости

Port_8 - Угловые скорости тела трехэлементный вектор

Зависимости

Port_9 - Высота грунта скаляр

Зависимости

Port_10 - Отклонение контрольной поверхности скаляр

Зависимости

Продукция

Port_1 - Аэродинамические силы в центре тяжести трехэлементный вектор

Port_2 - Аэродинамические моменты в центре тяжести трехэлементный вектор

Параметры

Units - Единицы измерения Metric (MKS) (по умолчанию) | English (Velocity in ft/s) | English (Velocity in kts)

Программное использование

Digital DATCOM structure - Цифровая структура данных DATCOM factstruct{1} (по умолчанию) | структура

Программное использование

Force axes - Система координат аэродинамической силы Body (по умолчанию) | Wind

Программное использование

Interpolation method - Метод интерполяции None - flat (по умолчанию) | Linear

Программное использование

Extrapolation method - Метод экстраполяции None - clip (по умолчанию) | Linear

Программное использование

Process out-of-range input - Обрабатывать вход вне диапазона Clip to Range (по умолчанию) | Linear Extrapolation

Программное использование

Action for out-of-range input - Поведение блоков вне диапазона None (по умолчанию) | Warning | Error

Программное использование

Примеры модели

Облегченная конструкция самолета

Алгоритмы

Характеристики статической устойчивости

Динамические характеристики стабильности

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Темы

Документация по аэрокосмическим блокам

Поддержка

`Port_1` - Угол атаки
скаляр

`Port_2` - Угол боковины
скаляр

`Port_3` - число Маха
скаляр

`Port_4` - Высота над уровнем моря
скаляр

`Port_5` - Динамическое давление
скаляр

`Port_6` - Скорость
трехэлементный вектор

`Port_7` - Угол скорости атаки
скаляр

`Port_8` - Угловые скорости тела
трехэлементный вектор

`Port_9` - Высота грунта
скаляр

`Port_10` - Отклонение контрольной поверхности
скаляр

`Port_1` - Аэродинамические силы в центре тяжести
трехэлементный вектор

`Port_2` - Аэродинамические моменты в центре тяжести
трехэлементный вектор

`Units` - Единицы измерения
`Metric (MKS)` (по умолчанию) | `English (Velocity in ft/s)` | `English (Velocity in kts)`

`Digital DATCOM structure` - Цифровая структура данных DATCOM
`factstruct{1}` (по умолчанию) | структура

`Force axes` - Система координат аэродинамической силы
`Body` (по умолчанию) | `Wind`

`Interpolation method` - Метод интерполяции
`None - flat` (по умолчанию) | `Linear`

`Extrapolation method` - Метод экстраполяции
`None - clip` (по умолчанию) | `Linear`

`Process out-of-range input` - Обрабатывать вход вне диапазона
`Clip to Range` (по умолчанию) | `Linear Extrapolation`

`Action for out-of-range input` - Поведение блоков вне диапазона
`None` (по умолчанию) | `Warning` | `Error`

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™