Аэродинамические силы и моменты (по ГОСТ)

Вычисление аэродинамических силы и момента по ГОСТ 20058-80.

Тип: SubSystem

Путь в библиотеке:

/Aerospace/Aerodynamics/Aerodynamic Forces and Moments (GOST)

Описание

Блок Аэродинамические силы и моменты (по ГОСТ) рассчитывает составляющие аэродинамической силы и аэродинамического момента относительно центра тяжести летательного аппарата с учетом выбранных систем координат для входных сигналов, силы и момента согласно ГОСТ 20058-80.

В блоке используются системы координат по ГОСТ 20058-80.

Составляющие аэродинамической силы:

где

— коэффициент продольной (осевой) силы;
— коэффициент боковой силы;
— коэффициент нормальной силы;
— скоростной напор;
— опорная площадь.

Составляющие аэродинамического момента:

где

— коэффициент продольной (осевой) силы;
— коэффициент боковой силы;
— коэффициент нормальной силы;
— коэффициент момента крена;
— коэффициент момента тангажа;
— коэффициент момента рыскания;
— размах крыла (опорный размер для моментов крена и рыскания);
— средняя аэродинамическая хорда (опорный размер для момента тангажа);
, , — координаты центра тяжести;
, , — координаты центра давления.

Преобразование коэффициентов и осей

Блок поддерживает работу в связанной, полусвязанной и скоростной системах координат для входных сигналов, аэродинамических силы и момента. Внутренние преобразования выполняются с использованием углов атаки и скольжения и матриц поворота.

Поворот из связанной системы координат в полусвязанную осуществляется с помощью матрицы:

Поворот из полусвязанной системы координат в скоростную осуществляется с помощью матрицы:

Итоговый поворот из связанной системы координат в скоростную получается путем произведения матриц поворота и :

Порты

Вход

# Coef — аэродинамические коэффициенты
вектор 6 на 1

Details

Коэффициенты составляющих аэродинамических силы и момента по осям в выбранной системе координат, заданные в виде вектора.

Элементы вектора для связанной системы координат:

— коэффициент продольной силы.
— коэффициент нормальной силы.
— коэффициент поперечной силы.
— коэффициент момента крена.
— коэффициент момента рыскания.
— коэффициент момента тангажа.

Элементы вектора для полусвязанной системы координат:

— коэффициент лобового сопротивления.
— коэффициент подъемной силы.
— коэффициент боковой силы.
— коэффициент момента крена.
— коэффициент момента рыскания.
— коэффициент момента тангажа.

Элементы вектора для скоростной системы координат:

— коэффициент лобового сопротивления.
— коэффициент подъемной силы.
— коэффициент боковой силы.
— коэффициент момента крена.
— коэффициент момента рыскания.
— коэффициент момента тангажа.

Зависимости

Нижний индекс в названии порта зависит от выбранной в параметре Система координат входных сигналов: системы координат:

Связанная — название порта Coef;
Полусвязанная — название порта Coef_e;
Скоростная — название порта Coef_a.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# q — скоростные напоры
вектор 3 на 1

Details

Скоростные напоры, вычисляемые по составляющим скорости летательного аппарата по осям связанной системы координат, заданные в виде вектора.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# CG — координаты центра тяжести
вектор 3 на 1

Details

Координаты центра тяжести летательного аппарата, заданные в виде вектора. Измеряются в единицах длины.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# CP — координаты центра давления
вектор 3 на 1

Details

Координаты центра давления летательного аппарата, заданные в виде вектора. Измеряются в единицах длины.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# V — составляющие скорости летательного аппарата
вектор 3 на 1

Details

Составляющие скорости летательного аппарата, заданные в виде вектора.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите хотя бы для одного из параметров Система координат входных сигналов:, Система координат для силы:, Система координат для момента: значение Полусвязанная или Скоростная.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Выход

# XYZ — аэродинамические силы
вектор 3 на 1

Details

Составляющие аэродинамической силы относительно центра масс летательного аппарата в выбранной системе координат, возвращаемые в виде вектора. Элементы вектора:

— продольная сила.
— нормальная сила.
— поперечная сила.

Измеряются в единицах силы.

Зависимости

Нижний индекс в названии порта зависит от выбранной в параметре Система координат для силы: системы координат:

Связанная — название порта XYZ;
Полусвязанная — название порта X_eY_eZ_e;
Скоростная — название порта X_aY_aZ_a.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# M_xM_yM_z — аэродинамические моменты
вектор 3 на 1

Details

Составляющие аэродинамического момента относительно центра масс летательного аппарата в выбранной системе координат, возвращаемые в виде вектора. Элементы вектора:

— аэродинамический момент крена.
— аэродинамический момент рыскания.
— аэродинамический момент тангажа.

Измеряются в единицах момента.

Зависимости

Нижний индекс в названии порта зависит от выбранной в параметре Система координат для момента: системы координат:

Связанная — название порта M_xM_yM_z;
Полусвязанная — название порта M_xeM_yeM_ze;
Скоростная — название порта M_xaM_yaM_za.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Основные

# Система координат входных сигналов: — система координат для входных аэродинамических коэффициентов
Связанная | Полусвязанная | Скоростная

Details

Система координат для входных аэродинамических коэффициентов.

Зависимости

Если для этого параметра установлены значения Stability или Wind, то в блоке используется входной порт V.

Значения	`Body` \| `Stability` \| `Wind`
Значение по умолчанию	`Body`
Имя для программного использования	`inputAxes`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Система координат для силы: — система координат для аэродинамической силы
Связанная | Полусвязанная | Скоростная

Details

Система координат для аэродинамической силы.

Зависимости

Если для этого параметра установлены значения Полусвязанная или Скоростная, то в блоке используется входной порт V.

Значения	`Body` \| `Stability` \| `Wind`
Значение по умолчанию	`Body`
Имя для программного использования	`outputForceAxes`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Система координат для момента: — система координат для аэродинамического момента
Связанная | Полусвязанная | Скоростная

Details

Система координат для аэродинамического момента.

Зависимости

Значения	`Body` \| `Stability` \| `Wind`
Значение по умолчанию	`Body`
Имя для программного использования	`outputMomentAxes`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Характерная площадь — характерная площадь

Details

Характерная площадь летательного аппарата. Измеряется в единицах площади. Для самолета обычно за характерную площадь принимают площадь крыла.

Значение по умолчанию	`1.0`
Имя для программного использования	`S`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Средняя аэродинамическая хорда крыла — средняя аэродинамическая хорда крыла

Details

Средняя аэродинамическая хорда крыла. Измеряется в единицах длины.

Значение по умолчанию	`1.0`
Имя для программного использования	`b`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Характерный линейный размер — характерный линейный размер

Details

Характерный линейный размер летательного аппарата. Измеряется в единицах длины. Для самолета за характерный линейный размер обычно принимают размах крыла.

Значение по умолчанию	`1.0`
Имя для программного использования	`cbar`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да