Wie berechnet man die Variation der Z-Kraft mit der Höhenruderauslenkung (Zδe) in Nelson für die Nickdynamik?

Es gibt ein paar Möglichkeiten, wie Sie Steuerderivate schätzen können ($C_{L_{\delta e}}$ist ein Kontrollderivat). Sie können dann den Koeffizienten von der Stabilitätsachse in die Körperachse umwandeln, um ihn in den Zustandsraumgleichungen der Bewegung zu verwenden.

Der Aufzug ist im Grunde eine einfache Klappe mit voller Spannweite oder Teilspanne. Wenn Sie das wissen, stehen Ihnen mehrere Werkzeuge zur Verfügung:

1. USAF DATCOM : Enthält halbanalytische Gleichungen zur Schätzung des 2D-Klappenhubinkrements und Korrekturen an 3D mit Seitenverhältnis und Verjüngungsverhältnis. Nicht die am einfachsten zu lesende Ressource, aber sie ist kostenlos und bildet das Rückgrat vieler Konzeptdesign-Software und -Bücher.

2. ESDU: Die Artikel 70011 und 74011 enthalten halbempirische Beziehungen zum Schätzen der Ableitung der 3D-Klappensteuerung über die gesamte Spannweite. ESDU enthält Schritt-für-Schritt-Beispiele und ist die maßgebliche Quelle für alle Aspekte der Luft- und Raumfahrt in Bezug auf konzeptionelles Design und Validierung. Leider ist es nicht kostenlos.

Bevor ich weiter gehe, sollte ich erwähnen, dass das Heck einen Abwind vom Flügel erfährt. Die Umrechnung von der Stabilitätsachse des Hecks in die Rumpfachse des Flugzeugs erfordert also die Umrechnung des gesamten Einfallswinkels des Hecks ($\alpha_t = \alpha+i_t-\epsilon$). Natürlich müssen Sie Downwash selbst finden, was das Thema einer anderen Frage wäre.

3. Vortex-Lattice-Methode: AVL ist ein zuverlässiges und kostenloses VLM und das ideale Werkzeug für konzeptionelle Low-Subsonic-Aerodynamik. Das Gute daran ist, dass Sie den Abwind nicht unbedingt schätzen müssen. es gibt direkt die Steuerableitungen in der Stabilitätsachse des Flugzeugs aus.

Für herkömmliches Layout sollten Ihnen alle drei Tools ähnliche Antworten geben. Andernfalls kennen Sie den wahren Wert möglicherweise erst, wenn Sie Zugang zum Windkanal haben.

Die Änderung der Z-Kraft mit der Höhenruderauslenkung ist einfach die Komponente in Z-Richtung der vom Höhenruder entwickelten Auftriebskraft. Es ist eine Funktion von:

• Lokaler Angriffswinkel.
• Ablenkwinkel des Aufzugs.
• Durchbiegung der Trimmflosse oder des Stabilisators.
• Oberfläche des Aufzugs.
• Lokaler Staudruck am Aufzug.