Analysis of selected aircraft parts regarding introduction improved of them to increase efficienty of aerodynamic characteristic

Maciej Nikisz

Abstract

Master engineering thesis concerns analysis of selected aircraft parts regarding introduction improved of them to increase efficienty of aerodynamic characteristic. This document represents complexity and diversity of aerodynamics, mechanics of flight, control system. The first part of master engineering thesis is related to theoretical background. The author described as follows: airfoil, flight control surfaces, empennage control system and hydraulic systems. Furthermore, everobody can also find detalied description of flight control system on ATR 42, which became the main reference point. The main part of engineering thesis determines calculations. The author proposed four major modification regarding improvement of aerodynamic characteristic. Three of them were involved in the further process. The first one involved implementation of bigger wing surface from ATR 72 whereas the second one replaced wing plain flaps with more effective double-slotted flaps. Both of them were compared to previously calculated ATR 42 aerodynamic characteristic. By far the biggest challenge was to develop the preliminary design of the hydraulic system for elevator control based on Matlab/Simulink environment. In this chapter, mechanical, structural and hydraulic calculations are included. Introduction of the modern servo controlled style ‘FBW’ (Fly by Wire) had to reduce the weight of the aircraft control system curently using a steel cables. Most of calculation were based on original data taken from official ATR 42 technical documentation. It really improves the final results. In addition, a significant amount diagrams, drawings and diagrams positively affects the reception of work. This master engineering thesis may provide a basis for further work on the proposed possibilities. It also can be helpful for the both: aerosapce students and aircraft propulsion systems engineers, who would like to summarize their knowledge and methods of the flight control system and aerodynamic characteristic
Diploma typeMaster of Science
Author Maciej Nikisz WMEiL
Maciej Nikisz,,
- Faculty of Power and Aeronautical Engineering
Title in PolishAnaliza wybranych elementów konstrukcyjnych pod kątem wprowadzenia zmian w strukturze poprawiających własności lotne samolotu
Supervisor Kamila Kustroń ITLMS
Kamila Kustroń,,
- The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics
Certifying unitFaculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unitThe Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (IAAM)
Study subject / specializationLotnictwo i Kosmonautyka
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date25-10-2013
Issue date (year)2013
Pages109
Internal identifierMEL; PD-2365
Reviewers Kamila Kustroń ITLMS
Kamila Kustroń,,
- The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics
, Cezary Galiński ITLMS
Cezary Galiński,,
- The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics
Keywords in Polishukłady sterowania, aerodynamika samolotu, ster wysokości, ATR 42
Keywords in Englishxxx
Abstract in PolishPraca magisterska dotyczy analizy wybranych elementów konstrukcyjnych pod kątem wprowadzenia zmian w strukturze poprawiających własności lotne samolotu. Przedstawiono w niej obszerną i różnorodną tematykę związaną z zagadnieniami aerodynamiki samolotu, mechaniki lotu i układów sterowania poszczególnymi powierzchniami sterowymi. Niniejsza praca ukazuje złożoność problematyki omawianego zagadnienia. Początkowa część pracy odnosi się do aspektów teoretycznych. Przedstawiono kolejno: układy sterowania, podstawy teoretyczne profilu lotniczego, rodzaje mechanizacji skrzydła, rodzaje usterzeń stosowane w samolotach oraz system hydrauliczny. W jednym z rozdziałów zostały omówione poszczególne systemy sterowania powierzchniami sterowymi samolotu ATR 42, który stał się obiektem modyfikowanym przez autora. Główną część pracy stanowią obliczenia matematyczne. Autor zaproponował cztery możliwości zmian mających na celu poprawę własności lotnych turbośmigłowego samolotu ATR 42, z czego przeanalizował trzy z nich. Pierwszymi dwiema propozycjami był zwiększenie powierzchni nośnej zaczerpniętej z samolotu ATR 72 oraz zastosowanie bardziej efektywnych klap dwuszczelinowych. Podstawą do pokazania różnić było obliczenia charakterystyki aerodynamicznej pierwotnej wersji samolotu. Największe wyzwanie stanowiło opracowanie projektu wstępnego instalacji hydraulicznej do sterowania sterem wysokości. Wykorzystano przy tym środowisko komputerowe programu MATLAB/Simulink. Wykonano obliczenia mechaniczne, wytrzymałościowe i hydrauliczne. Wprowadzenie systemu serwomechanizmu sterowanego w stylu FBW (ang. Fly by Wire) miało na celu redukcję masy samolotu poprzez rezygnację z klasycznego układu linkowego. Wykorzystanie oryginalnej dokumentacji technicznej samolotu ATR 42 umożliwiło zaczerpnięcie z niej większości danych. Wpłynęło to na urzeczywistnienie obliczeń. Dodatkowo, praca została wzbogacona dużą ilością schematów oraz rysunków, co wpłynęło na przejrzystość pracy. Praca magisterska ukazało złożoność zagadnienia oraz może stanowić podstawę do dalszych prac nad zaproponowanymi możliwościami. Może stanowić pomoc naukową dla studentów lotnictwa zajmujących się tematyką układów sterowania, jak i innym zainteresowanym osobom, które chciałyby usystematyzować wiedzą teoretyczną w wyżej wymienionych zagadnieniach
File
Maciej Nikisz st 205275 praca MGR 19.09.2013 + streszczenie POL i ENG.pdf (file archived - login or check accessibility on faculty) Maciej Nikisz st 205275 praca MGR 19.09.2013 + streszczenie POL i ENG.pdf 3.45 MB


Back