Baza wiedzy: Politechnika Warszawska

Ustawienia i Twoje konto

Powrót

Symulacja ruchu samolotu o skróconym/ pionowym profilu startu

Rafał Sarba

Abstract

Praca poświęcona jest numerycznej symulacji lotu samolotu o pionowym profilu startu. Analiza postawionego problemu została rozpoczęta od analizy istniejących sposobów realizacji lotu pionowego samolotu pionowego startu. Cztery główne grupy sposobów realizacji lotu pionowego zostały opisane przy użyciu szeregu przykładów istniejących samolotów i prototypów. Praca ta skupia się na bojowych samolotach pionowego startu i lądowania: Harrier, JAK-141 i F35 Lightning II. Szczegóły rozwiązań technicznych zespołów napędowych i podstawowe parametry techniczne zostały opisane dla tych trzech samolotów. Wprowadzenie do tej pracy zawiera również opis zjawisk fizycznych związanych z fazą pionowego startu czy lądowania. Wpływ bliskości ziemi na zespół napędowy, stabilność, siły aerodynamiczne i osiągi silników zostały opisane. Jako wprowadzenie został także przedstawiona lista standardowych profili startu dla samolotów VTOL. Główną częścią pracy jest opis matematyczny zjawiska pionowego startu. Rozwiązane zostało zagadnienie odwrotne dynamiki. Omówione zostały główne siły oddziaływające na samolot w locie pionowym. Przedstawiono wprowadzone układy odniesienia dla ziemi, wektora prędkości i samolotu. Przedstawiony zostały układ równań dla swobodnego ruchu bryły sztywnej. Zostało także opisane szczegółowo wyznaczenie sił aerodynamicznych dla bardzo dużych kątów natarcia. Przedstawiono uproszczona metodę wyznaczania momentów bezwładności na podstawie dostępnych danych bez szczegółowych rysunków technicznych samolotu. Uwzględniono oddziaływanie powierzchni ziemi. Dwie krzywe pochodzące z raportu NASA reprezentujące wpływ odległości dyszy wylotowej od powierzchni ziemi i prędkości lotu na ciąg silnika zostały uwzględnione w matematycznym modelu zjawiska. Kolejna ważna część pracy jest opisem kodowania modelu matematycznego. Do rozwiązania układu równań zagadnienia odwrotnego użyto języka programowania wysokiego poziomu Octave. Zostało opisane wyznaczenie pierwszych i drugich pochodnych. Układ trzech nieliniowych równań algebraicznych opisujących siły niezbędne do lotu wzdłuż zadanej ścieżki pionowego startu, został rozwiązany metodą Newtona w każdym kroku czasowym. Wyniki modelu matematycznego zostały zaprezentowane w postaci zbioru 45 wykresów zawierających przebiegi czasowe wszystkich parametrów samolotu. Prezentowane krzywe pokazują, że wyniki są prawidłowe. Wartości i kształty krzywych odpowiadają oczekiwanemu zachowaniu samolotu podczas pionowego startu. Stworzony skrypt jest narzędziem, które może mieć szerokie zastosowanie podczas projektowania samolotu pionowego startu. Studium czułości na zmianę parametrów modelu może być łatwo wykonane. Praca ta jest pierwszym krokiem w kierunku projektu samolotu pionowego startu.
Identyfikator pozycji
WUT4c034d41e7f44aabb39f05ac55abd9c8
Rodzaj dyplomu
Praca magisterska
Autor
Rafał Sarba (WMEiL) Rafał Sarba Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Tytuł w języku polskim
Symulacja ruchu samolotu o skróconym/ pionowym profilu startu
Promotor
Zbigniew Paturski (WMEiL/ITLMS) Zbigniew Paturski Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Jednostka dyplomująca
Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Jednostka prowadząca
Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)
Kierunek / specjalność studiów
, Lotnictwo i Kosmonautyka
Język
(pl) polski
Status pracy
Obroniona
Data obrony
10-03-2012
Data (rok) wydania
2012
Paginacja
113
Identyfikator wewnętrzny
MEL; PD-1821
Recenzenci
Zbigniew Paturski (WMEiL/ITLMS) Zbigniew Paturski Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL) Ryszard Maroński (WMEiL/ITLMS) Ryszard Maroński Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Słowa kluczowe w języku polskim
MECHANIKA LOTU, DYNAMIKA SAMOLOTÓW, PIONOWZLOTY
Streszczenie w języku polskim
Praca poświęcona jest numerycznej symulacji lotu samolotu o pionowym profilu startu. Analiza postawionego problemu została rozpoczęta od analizy istniejących sposobów realizacji lotu pionowego samolotu pionowego startu. Cztery główne grupy sposobów realizacji lotu pionowego zostały opisane przy użyciu szeregu przykładów istniejących samolotów i prototypów. Praca ta skupia się na bojowych samolotach pionowego startu i lądowania: Harrier, JAK-141 i F35 Lightning II. Szczegóły rozwiązań technicznych zespołów napędowych i podstawowe parametry techniczne zostały opisane dla tych trzech samolotów. Wprowadzenie do tej pracy zawiera również opis zjawisk fizycznych związanych z fazą pionowego startu czy lądowania. Wpływ bliskości ziemi na zespół napędowy, stabilność, siły aerodynamiczne i osiągi silników zostały opisane. Jako wprowadzenie został także przedstawiona lista standardowych profili startu dla samolotów VTOL. Główną częścią pracy jest opis matematyczny zjawiska pionowego startu. Rozwiązane zostało zagadnienie odwrotne dynamiki. Omówione zostały główne siły oddziaływające na samolot w locie pionowym. Przedstawiono wprowadzone układy odniesienia dla ziemi, wektora prędkości i samolotu. Przedstawiony zostały układ równań dla swobodnego ruchu bryły sztywnej. Zostało także opisane szczegółowo wyznaczenie sił aerodynamicznych dla bardzo dużych kątów natarcia. Przedstawiono uproszczona metodę wyznaczania momentów bezwładności na podstawie dostępnych danych bez szczegółowych rysunków technicznych samolotu. Uwzględniono oddziaływanie powierzchni ziemi. Dwie krzywe pochodzące z raportu NASA reprezentujące wpływ odległości dyszy wylotowej od powierzchni ziemi i prędkości lotu na ciąg silnika zostały uwzględnione w matematycznym modelu zjawiska. Kolejna ważna część pracy jest opisem kodowania modelu matematycznego. Do rozwiązania układu równań zagadnienia odwrotnego użyto języka programowania wysokiego poziomu Octave. Zostało opisane wyznaczenie pierwszych i drugich pochodnych. Układ trzech nieliniowych równań algebraicznych opisujących siły niezbędne do lotu wzdłuż zadanej ścieżki pionowego startu, został rozwiązany metodą Newtona w każdym kroku czasowym. Wyniki modelu matematycznego zostały zaprezentowane w postaci zbioru 45 wykresów zawierających przebiegi czasowe wszystkich parametrów samolotu. Prezentowane krzywe pokazują, że wyniki są prawidłowe. Wartości i kształty krzywych odpowiadają oczekiwanemu zachowaniu samolotu podczas pionowego startu. Stworzony skrypt jest narzędziem, które może mieć szerokie zastosowanie podczas projektowania samolotu pionowego startu. Studium czułości na zmianę parametrów modelu może być łatwo wykonane. Praca ta jest pierwszym krokiem w kierunku projektu samolotu pionowego startu.
Plik pracy
  • Plik: 1
    Rafał Sarba -173427 - praca magisterska.pdf
Poproś o plik WCAG

Jednolity identyfikator zasobu
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUT4c034d41e7f44aabb39f05ac55abd9c8/
URN
urn:pw-repo:WUT4c034d41e7f44aabb39f05ac55abd9c8

Potwierdzenie
Czy jesteś pewien?
Zgłoszenie uwag dotyczących tej strony