مدلسازی دینامیک پرواز 6 درجه آزادی یک هواپیما با استفاده از ضرایب آیرودینامیکی تونل باد

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشگاه تفرش

2 دانشگاه علم و صنعت ایران

3 سازمان پژوهش‌های ایران

چکیده

در این مقاله با استفاده از معادلات حاکم بر وسایل پرنده درون جوی ، نتایج آزمایشات تونل باد برای هواپیمای مدل ، و شرایط تشابه پارامتر های مختلف هواپیما با مدل آن ، به ارائه الگوریتم مناسب برای حل عددی معادلات دینامیک پرواز 6 درجه آزادی پرداخته شده است. سپس با به کار گیری روابط برای هواپیمای F-16 ، نتایج تحلیل پرواز هواپیما به فرم نمودارهای ارتفاع پرواز، زاویه حمله، عدد ماخ، زاویه سرش جانبی و مسیر پرواز بر حسب زمان برای دو مورد حالت پایه و تغییر زاویه 10 درجه‌ای سکان بالادهنده ارائه شده و تغییرات نسبت به مورد پایه گزارش شده است. تغییر زاویه سکان موجب افزایش 80 متری ارتفاع، کاهش 1 درصدی زاویه حمله، کاهش 0.02 عدد ماخ و عدم تغییر زاویه سرش و مسیر پرواز هواپیما می‌شود. با استفاده از روش ارائه شده در این مقاله، علاوه بر بررسی پارامترهای پرواز هواپیما به قابلیت مانورپذیری هواپیما و کنترل پرواز نیز پرداخته شده است. به این صورت که زوایای سکان بالادهنده، سکان عقب و یا شهپرهای چپ و راست، تغییر داده شده و تاثیر آن بر دینامیک پرواز مشاهده و جهت کنترل پارامترهای پرواز و مانورپذیری هواپیما استفاده می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Allerton, David. Principles of flight simulation. John Wiley & Sons, 2009.

[2] Hopkin, HR. A scheme of notation and nomenclature for aircraft dynamics and associated aerodynamics. HM Stationery Office, 1970.

 [3] Hancock,GregoryJ. Anintroductiontotheflightdynamics of rigid aeroplanes. Ellis Horwood, 1995.

[4] Tian,XianKe,Tang,Shuo,andZhu,QiangJun.Flightdynamics modeling and analysis of flexible hypersonic flight vehicles. in Applied Mechanics and Materials, vol. 275, pp. 513–517. Trans Tech Publ, 2013.

[5] Montalvo, Carlos and Costello, Mark. Meta aircraft flight dynamics. Journal of Aircraft, 52(1):107–115, 2014.

[6] Johansson, Lars. A flight dynamics course based on matlab computer assignments. Aircraft Design, 3(4):249–260, 2000.

 [7] Greenwell, Douglas. A review of unsteady aerodynamic modelling for flight dynamics of manoeuvrable aircraft. in AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference and Exhibit, p. 5276, 2004.

[8] Costes, Philippe. A theory of the flight of a flexible aircraft in turbulence-roll dynamics. in Atmospheric Flight Mechanics Conference, p. 3977.

 [9] Mohammed, Tariq O, Elkhmri, Naser M, and AboBakr, Hamza. Analysis and simulation of uav aircraft flight dynamics.inAdvancedMaterialsResearch,vol.915,pp.7–11. Trans Tech Publ, 2014.

[10] Shi, Rongqi and Wan, Weiyu. Analysis of flight dynamics for large-scale morphing aircraft. Aircraft Engineering and AerospaceTechnology: AnInternationalJournal,87(1):38– 44, 2015.

 [11] Ibrahim, IH, Ng, EYK, and Wong, K. Flight maneuverability characteristics of the f-16 cfd and correlation with its intake total pressure recovery and distortion. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 5(2):223–234, 2011.

 [12] Muliadi, Jemie. The analysis of unconventional aircraft flight dynamics model by linearizing its equation of motion as applied in bppt’s v-tail configuration uav “gagak”. in AIP Conference Proceedings, vol. 1746, p. 020060. AIP Publishing, 2016.

[13] Wolowicz, Chester H, Brown Jr, JS, and Gilbert, William P. Similitude requirements and scaling relationships as applied to model testing. 1979.

[14] Carnduff, SD, Erbsloeh, SD, Cooke, AK, and Cook, MV. Characterizing stability and control of subscale aircraft from wind-tunnel dynamic motion. Journal of Aircraft, 46(1):137–147, 2009. [15] Randle, William E, Hall, Cesare A, and Vera-Morales, Maria. Improved range equation based on aircraft flight data. Journal of Aircraft, 48(4):1291–1298, 2011.

 [16] Lee, JunghoonandYoon, Sugjoon. Estimationandvalidation of lateral-directional stability/control derivatives for the flight training device of a light aircraft. Simulation Modelling Practice and Theory, 16(1):1–14, 2008.

 [17] Morelli, Eugene A. Global nonlinear parametric modelling with application to f-16 aerodynamics. in Proceedings of the American Control Conference, vol. 2, pp. 997–1001. IEEE, 1998.

[18] Huo, Ying. Model of f-16 fighter aircraft. University of Southern California, 2007. [19] Phillips, WF. Mechanics of flight, john willey & sons. Inc, New Jersey, 2010. [20] Miele, Angelo. Theory of Flight Paths. Addison-Wesley, 1962.