Ich bin neu in der Flugdynamikprogrammierung und neugierig, wie Menschen den Rollwiderstand eines Flugzeugs in sehr einfachen kraftbasierten Flugmodellen (nicht CFD usw.) modellieren. Beispielsweise wird nach einem vollständigen Ausschlag der Querruder der Steuerknüppel wieder in die Mittelstellung gebracht und das Flugzeug hört auf zu rollen.
Ich nehme an, ich sollte Faktoren wie dynamischen Druck, Flügelfläche und ein Druckzentrum für den Flügel betrachten. Ich bin mir nur nicht sicher, ob ich nur den "Flügel modellieren soll, der gegen die Luft drückt, in die er rollt", oder ob andere bedeutendere physikalische Prinzipien eine Rolle spielen.
Im Wesentlichen versuche ich, ein Modell zu erstellen, in dem ich maximale Rollraten gegen die Tendenz eines Flugzeugs abstimmen kann, das Rollen stoppen zu wollen.
Danke und Entschuldigung im Voraus, wenn dies zu vage ist, aber jede Information wird sicherlich geschätzt und wird mir helfen, mich zu lenken.
Üblicherweise wird dies in Simulatoren mit linearisierten Stabilitätsableitungen durchgeführt . Für Ihr Beispiel könnte man das Rollmoment am Flugzeug als Summe solcher Terme berechnen wie: Rollmoment aufgrund des Querruderausschlagwinkels, Rollmoment aufgrund der Rollrate (Rolldämpfung), Rollmoment aufgrund des Seitenschlupfwinkels, Rollmoment durch Gierrate, Rollmoment durch Seitenruder. Für die Simulation kann jeder dieser Koeffizienten basierend auf Flugtests oder CFD vorberechnet werden und dann während der Simulation Nachschlagetabellen verwendet werden, um den aktuellen Wert zu finden. Mein Vorschlag ist, dass Sie sich JSBSim ansehen, ein plattformübergreifendes Open-Source-Flugdynamikmodell, das von FlightGear verwendet wirdZum Beispiel. Mit JSBSim kann man ein Flugzeugmodell bauen, indem man die Werte in einer XML-Datei definiert. Die Website enthält Dokumentation, einige Links zu Artikeln und Büchern sowie Beispielflugzeuge, die sehr nützlich sind.
Dies ist bei weitem keine vollständige Antwort, aber ich möchte darauf hinweisen, dass Sie erkennen müssen, dass die Bewegung eines bestimmten Teils (z. B. Molekül) des Flugzeugs durch die Luftmasse einen scheinbaren Wind oder "relativen Wind" in die entgegengesetzte Richtung erzeugt. Wenn ein Flugzeug den Querneigungswinkel ändert (rollt), wird der "relative Wind" tatsächlich in eine korkenzieherartige Form "verdreht". Beispielsweise spürt die ansteigende Flügelspitze eine Abwärtskomponente des relativen Winds, während die absteigende Flügelspitze eine Aufwärtskomponente des relativen Winds spürt.
Dieser Link sollte von einigem Interesse sein - beachten Sie, dass die grünen Pfeile mit der Bezeichnung "Bewegung" nicht beide in die gleiche Richtung zeigen und somit nicht in die Richtung des lokalen relativen Windes (der der Richtung der "Bewegungs"-Pfeile entgegengesetzt ist). ist nicht an jeder Flügelspitze gleich, und daher kann der Anstellwinkel jedes Flügels nicht gleich sein. Der Anstellwinkel des aufsteigenden Flügels wurde verringert (oder in extremen Fällen sogar negativ), und der Anstellwinkel des absteigenden Flügels wurde erhöht. Dies erzeugt das "Rolldämpfungs"-Phänomen - ein Rolldrehmoment, das wirkt, um die Rollrate zu verlangsamen - das grob als ein inhärenter aerodynamischer "Widerstand" gegen das Rollen beschrieben werden kann. Dieses Phänomen ist zentral für die Dynamik, die Sie zu modellieren versuchen.
Aus der Formulierung der Frage geht hervor, dass Sie vieles davon bereits verstehen, aber ich dachte nur, dass diese Antwort es in eine etwas andere Perspektive rücken könnte, die hilfreich sein könnte.
PS: Der oben erwähnte Link führt zu einer Diskussion über die Gierdynamik (nachteiliges Gieren), aber darauf versuche ich mich hier nicht wirklich zu konzentrieren. Ich verwende es nur als nützliche Veranschaulichung der "Verdrehung" im relativen Wind aufgrund des Rollens und der daraus resultierenden "Rolldämpfung" oder des "Widerstands" gegen das Rollen, unabhängig davon, ob auch "nachteiliges Gieren" ins Bild kommt eine signifikante Weise oder nicht.
Peter Kämpf
Matthäus Harmonie