Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

The concept of the horizontal tail for aerobatic airplane

Małgorzata Tokarz

Abstract

This study presents the methodology of designing an aircraft fully capable of performing aerobatic maneuvres. Study is divided into chapters by basic stages commonly used during the process of designing aircraft. Authors had proposed two different mission profiles for which estimations of weight has been created together with calculation of wing loading and weight to power ratio. The study includes guidelines for an preliminary project, based on estimations from the first stage as well as on conclusions drawn on created survey of trends in modern aerobatic aviation. The concept project is resumed by short analysis of profitability of an investment in manufacture of the aircraft (cost estimation). The preliminary project begins with sketch of aircraft, basing on which the authors had carried out detailed analysis of weight and balance for different scenarios characteristic of each acrobatic profiles. Main area of interest is the choice of the best wing airfoil what is combined with calculation of wing’s aerodynamics specifications, wing drag and specific polars of the whole aircraft. The study assumes use of power unit and three-blade propeller on which the included altitude characteristics are based. In one of the most important chapter authors pay attention to the use of Joukowsky method for thrust to velocity estimation, for calculation of aircrafts performance, which are the basis for creating performance diagram. The conduct of estimating take-off and landing distance, range, time of flight and V-n diagram for aerobatic aircraft is based on JAR 23 airworthiness certification. This stage is finished by the final sketch with it’s technologic division. Main project is designing the horizontal tail, proposing its distinguished structure, model of connecting it to the fuselage, calculation of coating. The above mentioned go together with graphs presenting the outcome of calculations. Also there is an analyze of static stability and control and the estimation of weight balance. The whole study includes sketches and tables. Conclusions of the study, gained during the work, have been fully gathered and are to be the main determinant of the correctness of the whole study.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Małgorzata Tokarz (FPAE) Małgorzata Tokarz,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Koncepcja usterzenia poziomego samolotu akrobacyjnego
Supervisor
Cezary Galiński (FPAE/IAAM) Cezary Galiński,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Lotnictwo i Kosmonautyka
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
15-01-2009
Issue date (year)
2009
Pages
140
Internal identifier
MEL; PD-000729
Reviewers
Tomasz Goetzendorf-Grabowski (FPAE/IAAM) Tomasz Goetzendorf-Grabowski,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Cezary Galiński (FPAE/IAAM) Cezary Galiński,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
LOTNICTWO, SAMOLOTY, SAMOLOTY AKROBACYJNE, USTERZENIE WYSOKOŚCI, LOTNICTWO I KOSMONAUTYKA
Keywords in English
xxx
Abstract in Polish
W niniejszym opracowaniu przedstawiony został sposób postępowania przy projektowaniu samolotu zdolnego do pełnej akrobacji lotniczej.. W opracowaniu znajdują się charakterystyczne etapy, niezbędne do realizacji procesu projektowania każdego samolotu. Zaproponowane są dwa zasadnicze profile misji, dla których odbywa się estymacja mas oraz szacowanie obciążeń powierzchni nośnej i mocy. Sformułowane są również założenia dla projektu wstępnego, bazujące na obliczeniach z etapu studium wykonalności ale również na wnioskach zaczerpniętych z przygotowanej analizy trendów we współczesnym lotnictwie akrobacyjnym. Projekt koncepcyjny podsumowany jest krótką analizą opłacalności produkcji samolotu. Szkicem sylwetki samolotu w trzech rzutach rozpoczyna się projekt wstępny. Na jego podstawie przeprowadzona jest szczegółowa analiza masowa i wyważenie samolotu dla konkretnych przypadków rozmieszczenia mas, charakterystycznych dla misji akrobacyjnej. Nieodłącznym elementem tego typu pracy jest wybór profilu dla płata nośnego oraz w konsekwencji obliczenia charakterystyk aerodynamicznych skrzydła, oporów szkodliwych, biegunowej analitycznej oraz biegunowej prędkości kompletnego samolotu. Dobrany został zespół napędowy wraz z trójłopatowym śmigłem i na podstawie danych technicznych otrzymane zostały charakterystyki wysokościowe samolotu. Ważnym punktem pracy jest wykorzystanie metody ciągów Żukowskiego do obliczenia podstawowych osiągów samolotu, będących elementem wyjściowym do sporządzenia tzw. wykresu ofertowego. Na podstawie właściwych przepisów certyfikujących dla samolotu akrobacyjnego (JAR 23) wskazane zostało postępowanie przy wyznaczaniu długości i czasu startu i lądowania, zasięgu i długotrwałości lotu oraz obwiedni obciążeń dopuszczalnych. Zakończeniem tego etapu jest ostateczny rysunek płatowca wraz z jego podziałem technologicznym. Najważniejszym elementem pracy jest jednak projekt usterzenia poziomego (wysokości). Została tutaj zaproponowana jego struktura, połączenia z kadłubem, obliczenia dla okuć oraz odpowiednie rysunki przybliżające wyniki uzyskane na drodze obliczeń, ponadto analiza stateczności i sterowności (położenia punktów neutralnych, zapasów stateczności i sterowności, momentu pochylającego itd.) oraz ocena wyważenia samolotu. Całość opracowania poparta została szeregiem ilustracji i tabel, natomiast uwagi i wnioski uzyskane w toku pracy zebrane zostały w całość i są właściwym wyznacznikiem poprawności opracowania projektu.
File
  • File: 1
    PRACA12.doc
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT072c91dbb90d4f98ae1bf108e9f4d282/
URN
urn:pw-repo:WUT072c91dbb90d4f98ae1bf108e9f4d282

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page