Aerodynamic Forces and Moments

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

развернуть все на странице

Библиотека:
Aerospace Blockset/Аэродинамика

Описание

Блок Aerodynamic Forces and Moments вычисляет аэродинамические силы и моменты вокруг центра тяжести.

Метки портов блоков Aerodynamic Forces and Moments изменяются на основе системы координат, выбранной из списка Input axes, Force axes и Moment axes.

Ограничения

Состояние по умолчанию блока скрывает входной порт V b и принимает, что преобразование является телом-телом.
Центр тяжести и центр давления приняты в осях тела.
В то время как этот блок имеет возможность выводить силы и/или моменты в осях устойчивости, блоки в библиотеке Уравнений Движения в настоящее время разработаны, чтобы принимать силы и моменты только в теле или в осях ветра.

Порты

Вход

расширить все

`Port_1` - Аэродинамические коэффициенты
шестиэлементный вектор

Аэродинамические коэффициенты (в выбранных входных осях) для сил и моментов, заданные как вектор. Эти коэффициенты упорядочены в вектор в зависимости от выбора осей:

Входные оси	Входной вектор
Тело	(осевая сила Cx, боковая сила Cy, нормальная сила Cz, момент качения Cl, момент наклона Cm, момент зевания Cn)
Стабильность	(сила перетаскивания CD _{(β =} 0), боковая сила Cy, сила подъема CL, момент качения Cl, момент наклона Cm, момент зевания Cn)
Ветер	(сила сопротивления CD, сила поперечного ветра Cc, сила подъема CL, момент качения Cl, момент наклона Cm, момент зевания Cn)

Типы данных: double

`Port_2` - Динамическое давление
скаляр | трехэлементный вектор

Динамическое давление, заданное как массив 1 на 3.

Типы данных: double

`Port_3` - Центр тяжести
трехэлементный вектор

Центр тяжести, заданный как вектор 1 на 3.

Типы данных: double

`Port_4` - Центр давления
трехэлементный вектор

Центр давления, заданный как вектор 1 на 3. Это также может быть принято как любая общая контрольная точка момента, пока остальная часть модели отражает использование исходной точки момента.

Типы данных: double

`Port_5` - Скорость в осях тела
трехэлементный вектор

Скорость в осях тела. задается как вектор 1 на 3.

Зависимости

Этот порт активируется, если для параметра Input axes задано значение Wind или Stability.

Типы данных: double

Выход

расширить все

`Port_1` - Аэродинамические силы
трехэлементный вектор

Аэродинамические силы (в выбранных выходных осях), возвращаемые как трехэлементный вектор, в центре тяжести в x -, y -, и z - осях.

Типы данных: double

`Port_2` - Аэродинамические моменты
трехэлементный вектор

Аэродинамические моменты (в выбранных выходных осях), возвращаемые как трехэлементный вектор, в центре тяжести в x -, y -, и z - осях.

Типы данных: double

Параметры

расширить все

`Input axes` - Система координат для входных коэффициентов
`Body` (по умолчанию) | `Stability` | `Wind`

Система координат для входных коэффициентов, заданная как Body (по умолчанию), Stability, или Wind.

Зависимости

Выбор Stability или Wind Включает входной Port_5 порта.

Программное использование

Параметры блоков: inputAxes

Тип: Вектор символов

Значения: 'Body' | 'Stability' | 'Wind'

По умолчанию: 'Body'

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

Система координат аэродинамической силы, заданная как Body (по умолчанию), Stability, или Wind.

Зависимости

Выбор Stability или Wind Включает входной Port_5 порта.

Программное использование

Параметры блоков: outputForcesAxes

Тип: Вектор символов

Значения: 'Body' | 'Stability' | 'Wind'

По умолчанию: 'Body'

`Moment axes` - Система координат аэродинамического момента
`Body` (по умолчанию) | `Stability` | `Wind`

Система координат аэродинамического момента, заданная как Body (по умолчанию), Stability, или Wind.

Зависимости

Выбор Stability или Wind Включает входной Port_5 порта.

Программное использование

Параметры блоков: outputMomentAxes

Тип: Вектор символов

Значения: 'Body' | 'Stability' | 'Wind'

По умолчанию: 'Body'

`Reference area` - Базовая зона
`1` (по умолчанию) | любое двойное значение

Базовая площадь для вычисления аэродинамических сил и моментов, заданная как любое двойное значение.

Программное использование

Параметры блоков: S

Тип: Вектор символов

Значения: любое двойное значение

По умолчанию: '1'

`Reference span` - Контрольный диапазон
`1` (по умолчанию) | любое двойное значение

Ссылка для вычисления аэродинамических моментов в x -осях и z -осях, заданный как любое двойное значение.

Программное использование

Параметры блоков: b

Тип: Вектор символов

Значения: любое двойное значение

По умолчанию: '1'

`Reference length` - Ссылочная длина
`1` (по умолчанию) | любое двойное значение

Опорная длина для вычисления аэродинамического момента в y -осях, заданная как любое двойное значение.

Программное использование

Параметры блоков: cbar

Тип: Вектор символов

Значения: любое двойное значение

По умолчанию: '1'

Примеры моделей

HL-20 with Simulink® 3D Animation™ and Flight Instrumentation Blocks

HL-20 с блоками 3D Animation™ Simulink ® и полетного инструментирования

HL-20 тела и контроллера НАСА, смоделированные в программном обеспечении Simulink ®, Aerospace Blockset™ и 3D Animation™ Simulink ®. Эта модель имитирует фазы захода на посадку и рейса с помощью автоматического контроллера посадки. Подсистема визуализации использует бортовые манометры из библиотеки Aerospace Blockset™ Flight Instrumentation.

Откройте модель

Алгоритмы

Пусть α - угол атаки и β - боковая губа. Вращение от тела к осям устойчивости:

$C_{s \leftarrow b} = [\begin{matrix} \cos (α) & 0 & \sin (α) \\ 0 & 1 & 0 \\ - \sin (α) & 0 & \cos (α) \end{matrix}]$

может сочетаться с вращением от устойчивости к ветряным осям:

$C_{w \leftarrow s} = [\begin{matrix} \cos (β) & \sin (β) & 0 \\ - \sin (β) & \cos (β) & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{matrix}]$

чтобы привести к вращению сети от тела к осям ветра:

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

Коэффициенты момента имеют одинаковое обозначение во всех системах. Коэффициенты силы приведены ниже. Обратите внимание, что нет конкретных символов для компонентов силы осей устойчивости. Однако оси устойчивости имеют два компонента, которые не изменяются по сравнению с другими осями.

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

Компоненты/оси	x	y	z
Ветер	_CD	_CC	_CL
Стабильность	—	_CY	_CL
Тело	_CX	_CY	_CZ (– _CN)

Учитывая эти определения, для учета стандартных определений D, C, Y (где Y = - C) и L, коэффициенты силы в ветряных осях умножаются на отрицательные единичные diag (-1, -1, -1). Коэффициенты сил в осях устойчивости умножаются на diag (-1, 1, -1). C N и C X являются, соответственно, коэффициентами нормальной и осевой силы (C _N = - C Z).

Ссылки

[1] Stevens, B. L., and F. L. Lewis, Aircraft Control and Simulation, John Wiley & Sons, New York, 1992

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Digital DATCOM Forces and Moments | Dynamic Pressure | Estimate Center of Gravity | Moments about CG due to Forces

Документация

Aerodynamic Forces and Moments

Описание

Ограничения

Порты

Вход

Port_1 - Аэродинамические коэффициенты шестиэлементный вектор

Port_2 - Динамическое давление скаляр | трехэлементный вектор

Port_3 - Центр тяжести трехэлементный вектор

Port_4 - Центр давления трехэлементный вектор

Port_5 - Скорость в осях тела трехэлементный вектор

Зависимости

Выход

Port_1 - Аэродинамические силы трехэлементный вектор

Port_2 - Аэродинамические моменты трехэлементный вектор

Параметры

Input axes - Система координат для входных коэффициентов Body (по умолчанию) | Stability | Wind

Зависимости

Программное использование

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

Зависимости

Программное использование

Moment axes - Система координат аэродинамического момента Body (по умолчанию) | Stability | Wind

Зависимости

Программное использование

Reference area - Базовая зона 1 (по умолчанию) | любое двойное значение

Программное использование

Reference span - Контрольный диапазон 1 (по умолчанию) | любое двойное значение

Программное использование

Reference length - Ссылочная длина 1 (по умолчанию) | любое двойное значение

Программное использование

Примеры моделей

HL-20 с блоками 3D Animation™ Simulink ® и полетного инструментирования

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Темы

Документация Aerospace Blockset

Поддержка

`Port_1` - Аэродинамические коэффициенты
шестиэлементный вектор

`Port_2` - Динамическое давление
скаляр | трехэлементный вектор

`Port_3` - Центр тяжести
трехэлементный вектор

`Port_4` - Центр давления
трехэлементный вектор

`Port_5` - Скорость в осях тела
трехэлементный вектор

`Port_1` - Аэродинамические силы
трехэлементный вектор

`Port_2` - Аэродинамические моменты
трехэлементный вектор

`Input axes` - Система координат для входных коэффициентов
`Body` (по умолчанию) | `Stability` | `Wind`

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

`Moment axes` - Система координат аэродинамического момента
`Body` (по умолчанию) | `Stability` | `Wind`

`Reference area` - Базовая зона
`1` (по умолчанию) | любое двойное значение

`Reference span` - Контрольный диапазон
`1` (по умолчанию) | любое двойное значение

`Reference length` - Ссылочная длина
`1` (по умолчанию) | любое двойное значение

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®