Aerodynamic Forces and Moments

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

расширьте все на странице

Библиотека:
Aerospace Blockset / Аэродинамика

Описание

Блок Aerodynamic Forces and Moments вычисляет аэродинамические силы и моменты о центре тяжести.

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

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 спроектированы, чтобы принять силы и моменты или в теле или в осях ветра только.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`Port_1` — Аэродинамические коэффициенты
вектор с шестью элементами

Аэродинамические коэффициенты (в выбранных входных осях) для сил и моменты в виде вектора. 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),

Типы данных: double

`Port_2` — Динамическое давление
скаляр | трехэлементный вектор

Динамическое давление в виде 1 3 массива.

Типы данных: double

`Port_3` — Центр тяжести
трехэлементный вектор

Центр тяжести в виде 1 3 вектора.

Типы данных: double

`Port_4` — Центр давления
трехэлементный вектор

Центр давления в виде 1 3 вектора. Это может также быть взято в качестве любой общей контрольной точки момента, пока остальная часть модели отражает использование контрольной точки момента.

Типы данных: double

`Port_5` — Скорость в осях тела
трехэлементный вектор

Скорость в осях тела. заданный как 1 3 вектор.

Зависимости

Этот порт включен, если параметр Input axes устанавливается на Wind или Stability.

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

`Port_1` — Аэродинамические силы
трехэлементный вектор

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

Типы данных: double

`Port_2` — Аэродинамические моменты
трехэлементный вектор

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

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

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

Система координат для входных коэффициентов в виде Body (значение по умолчанию), Stability, или Wind.

Зависимости

Выбор Stability или Wind включает входному порту Port_5.

Программируемое использование

Параметры блоков: inputAxes

Ввод: символьный вектор

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

Значение по умолчанию: 'Body'

`Force axes` — Система координат для аэродинамической силы
`Body` (значение по умолчанию) | `Stability` | `Wind`

Система координат для аэродинамической силы в виде Body (значение по умолчанию), Stability, или Wind.

Зависимости

Выбор Stability или Wind включает входному порту Port_5.

Программируемое использование

Параметры блоков: outputForcesAxes

Ввод: символьный вектор

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

Значение по умолчанию: 'Body'

`Moment axes` — Система координат в течение аэродинамического момента
`Body` (значение по умолчанию) | `Stability` | `Wind`

Система координат в течение аэродинамического момента в виде Body (значение по умолчанию), Stability, или Wind.

Зависимости

Выбор Stability или Wind включает входному порту Port_5.

Программируемое использование

Параметры блоков: outputMomentAxes

Ввод: символьный вектор

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

Значение по умолчанию: 'Body'

`Reference area` — Область ссылки
1 (значение по умолчанию) | любое двойное значение

Область ссылки для вычисления аэродинамических сил и моменты в виде любого двойного значения.

Программируемое использование

Параметры блоков: S

Ввод: символьный вектор

Значения: любое двойное значение

Значение по умолчанию: '1'

`Reference span` — Ссылочный промежуток
1 (значение по умолчанию) | любое двойное значение

Ссылочный промежуток для вычисления аэродинамических моментов в x - осей и z - оси в виде любого двойного значения.

Программируемое использование

Параметры блоков: b

Ввод: символьный вектор

Значения: любое двойное значение

Значение по умолчанию: '1'

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

Ссылочная длина для вычисления аэродинамического момента в y - оси в виде любого двойного значения.

Программируемое использование

Параметры блоков: cbar

Ввод: символьный вектор

Значения: любое двойное значение

Значение по умолчанию: '1'

Примеры модели

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

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

Несущее тело HL-20 и контроллер НАСА смоделированы в Simulink®, Aerospace Blockset™ и программном обеспечении Simulink® 3D Animation™. Эта модель симулирует подход и приземляющиеся фазы рейса с помощью автоприземляющегося контроллера. Подсистема Визуализации использует специфичные для самолета приборы от библиотеки Aerospace Blockset™ Flight Instrumentation.

Открытая модель

Алгоритмы

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

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

может быть объединен с вращением от устойчивости до осей ветра:

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

дать к сетевому вращению от тела до осей 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 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, с учетом стандартных определений 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).

Ссылки

[1] Стивенс, B. L., и Ф. Л. Льюис, управление самолетом и Simulation, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 1992

Документация

Aerodynamic Forces and Moments

Описание

Ограничения

Порты

Входной параметр

Port_1 — Аэродинамические коэффициенты вектор с шестью элементами

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

Вывод

Port_1 — Аэродинамические силы трехэлементный вектор

Port_2 — Аэродинамические моменты трехэлементный вектор

Параметры

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

Зависимости

Программируемое использование

Force axes — Система координат для аэродинамической силы Body (значение по умолчанию) | Stability | Wind

Зависимости

Программируемое использование

Moment axes — Система координат в течение аэродинамического момента Body (значение по умолчанию) | Stability | Wind

Зависимости

Программируемое использование

Reference area — Область ссылки1 (значение по умолчанию) | любое двойное значение

Программируемое использование

Reference span — Ссылочный промежуток1 (значение по умолчанию) | любое двойное значение

Программируемое использование

Reference length — Ссылочная длина1 (значение по умолчанию) | любое двойное значение

Программируемое использование

Примеры модели

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

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Документация Aerospace Blockset

Поддержка

`Port_1` — Аэродинамические коэффициенты
вектор с шестью элементами

`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` (значение по умолчанию) | `Stability` | `Wind`

`Force axes` — Система координат для аэродинамической силы
`Body` (значение по умолчанию) | `Stability` | `Wind`

`Moment axes` — Система координат в течение аэродинамического момента
`Body` (значение по умолчанию) | `Stability` | `Wind`

`Reference area` — Область ссылки
1 (значение по умолчанию) | любое двойное значение

`Reference span` — Ссылочный промежуток
1 (значение по умолчанию) | любое двойное значение

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

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