Аэродинамические силы и моменты
Вычисление аэродинамических силы и момента.
Тип: SubSystem
|
Путь в библиотеке: |
Описание
Блок Аэродинамические силы и моменты рассчитывает составляющие аэродинамической силы и аэродинамического момента относительно центра тяжести летательного аппарата с учетом выбранных систем координат для входных сигналов, силы и момента.
| В блоке используются системы координат по международному стандарту ISO 1151. |
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;
-
— скоростной напор;
-
— опорная площадь;
-
— 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, силы и момента. Внутренние преобразования выполняются с использованием углов атаки и скольжения и матриц поворота.
Поворот из связанной системы координат в полусвязанную:
Поворот из полусвязанной системы координат в скоростную:
Итоговый поворот из связанной системы координат в скоростную:
Аэродинамическую силу можно записывать в разных системах координат одинаковым способом. Ниже показано, как обозначаются коэффициенты сил. Для полусвязанной системы координат отдельных новых обозначений не вводят: используются те же символы, что и в других (две компоненты совпадают).
Коэффициенты моментов в разных системах координат используют одинаковые обозначения . Для согласования стандартных обозначений силовых коэффициентов в скоростной и полусвязанных системах координат в блоке используются диагональные матрицы знаков:
Также используется соотношение между нормальной и вертикальной составляющими в связанной системе координат: .
Порты
Вход
#
Coef —
аэродинамические коэффициенты
вектор 6 на 1
Details
Коэффициенты составляющих аэродинамических силы и момента по осям в связанной системе координат, заданные в виде вектора. Элементы вектора:
-
— коэффициент продольной силы.
-
— коэффициент нормальной силы.
-
— коэффициент поперечной 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 Coefbody; -
Полусвязанная— название порта Coefstab; -
Скоростная— название порта Coefwind.
| Типы данных |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Нет |
#
qbar —
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 |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Нет |
#
CG —
координаты центра тяжести
вектор 3 на 1
Details
Координаты центра тяжести летательного аппарата. Измеряются в единицах длины, заданные в виде вектора.
| Типы данных |
|
| 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 |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Нет |
#
Vb —
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 |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Нет |
Выход
#
F —
аэродинамические силы
вектор 3 на 1
Details
Составляющие аэродинамической силы относительно центра масс летательного аппарата в связанной системе координат, заданные 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 Fbody; -
Полусвязанная— название порта Fstab; -
Скоростная— название порта Fwind.
| Типы данных |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Нет |
#
M —
аэродинамические моменты
вектор 3 на 1
Details
Составляющие аэродинамической силы относительно центра масс летательного аппарата в связанной системе координат, заданные 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 момента: системы координат:
-
Связанная— название порта Mbody; -
Полусвязанная— название порта Mstab; -
Скоростная— название порта Mwind.
| Типы данных |
|
| 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.
Если для этого параметра установлены значения Полусвязанная или Скоростная, то в блоке используется входной порт Vb.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Нет |
| Вычисляемый |
Да |
#
Система координат для силы: —
система координат для аэродинамической силы
Связанная | Полусвязанная | Скоростная
Details
Система координат для аэродинамической силы.
Если для этого параметра установлены значения Полусвязанная или Скоростная, то в блоке используется входной порт Vb.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Нет |
| Вычисляемый |
Да |
#
Система координат для момента: —
система координат для аэродинамического момента
Связанная | Полусвязанная | Скоростная
Details
Система координат для аэродинамического момента.
Если для этого параметра установлены значения Полусвязанная или Скоростная, то в блоке используется входной порт Vb.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| 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 |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Нет |
| Вычисляемый |
Да |
# Средняя аэродинамическая хорда крыла — средняя аэродинамическая хорда крыла
Details
Средняя аэродинамическая хорда крыла. Измеряется в единицах длины.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Нет |
| Вычисляемый |
Да |
# Характерный линейный размер — характерный линейный размер
Details
Характерный линейный размер летательного аппарата. Измеряется в единицах длины. Для самолета обычно за характерный линейный размер принимают размах крыла.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Настраиваемый |
Нет |
| Вычисляемый |
Да |