SIMCON Drake - Dokumentation - OUV
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<strong>SIMCON</strong> <strong>Drake</strong> KAPITEL 2. FLUGZEUGGEOMETRIE<br />
2 (Ruderwirkung schritt2.m) haben wir das nun entworfene Querruder in XFLR5 nachgebaut.<br />
Den durch die Simulation in XFLR5 bekannten Rollmomentenbeiwert konnten wir<br />
dazu benutzen, unsere Ergebnisse zu verifizieren.<br />
Schritt 1: Beschreibung der Überschlagsrechnung:<br />
Grundsätzlich müssen wir zur Bestimmung der maximalen Rollrate sowie der Rollbeschleunigung<br />
zwei Größen beschreiben.<br />
1. Dämpfungsmoment Mdaem<br />
2. Durch die Querruder erzeugtes Moment Mδ<br />
Dämpfungsmoment:<br />
Zur Ermittlung des Dämpfungsmoments haben wir zunächst das Profil in einem infinitesimal<br />
kleinen Spannweitenbereich, also sozusagen zweidimensional, betrachtet. Zur Beschreibung<br />
des Auftriebs an dieser Stelle kann man die folgende Gleichung verwenden:<br />
mit:<br />
�<br />
∂Ldaem = q · cL0 + ∂cL<br />
∂α · αeff<br />
�<br />
(y, p,v) · c(y) · ∂y (2.34)<br />
� αeff (y, p,v): effektiver Anstellwinkel an der Stelle y in Abhängigkeit von der Rollgeschwindigkeit<br />
p und der Geschwindigkeit v<br />
� c(y): Profiltiefe an der Stelle y<br />
� q: dynamischer Druck<br />
� ∂cL<br />
∂α : Auftriebsanstieg des Flugzeugs (in XFLR 5 ermittelt)<br />
Der effektive Anstellwinkel lässt sich folgendermaßen berechnen:<br />
αeff (y, p,v) = α − p · y<br />
v<br />
Anmerkung: Der Anstellwinkel wird hierbei im Bogenmaß angegeben.<br />
(2.35)<br />
Wenn wir nun die Formel für ∂Ldaem mit dem Hebelarm y von der Rumpfmitte (Schwerpunkt<br />
liegt in der Symmetrieebene) multiplizieren, ergibt sich das Dämpfungsmoment der<br />
infinitesimal kleinen Stelle ∂y: ∂Mdeam = ∂Ldaem · y. Dies können wir nun über die<br />
Spannweite integrieren, um das Dämpfungsmoment der gesamten Tragfläche zu erhalten.<br />
Querrudermoment:<br />
Mdaem =<br />
ˆ<br />
∂Mdaem<br />
(2.36)<br />
Beim Querrudermoment sind wir im Prinzip ähnlich vorgegangen. Zunächst haben wir wieder<br />
das Profil in einem infinitesimal kleinen Spannweitenbereich betrachtet, an dem das<br />
Querruder sitzt. Wir haben mit XFLR 5 das Profil mit ausgeschlagenem Querruder simuliert<br />
und dabei den Auftriebsanstieg des Profils in Abhängigkeit vom Querruderausschlag<br />
∂cL<br />
∂δ 2d<br />
, ermittelt.<br />
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