ML7 2 Statecznosc Ruchy uproszc symetryczne id 303813

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

1

ML_Stateczność – Ruchy uproszczone –

symetryczne

Stateczno

Stateczno

ść

ść

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

2

ML_...

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

1

tan

0

0

0

0

1

q

u

w

q

w

w

t

y

q

u

w

w

x

W

x

x

x

V

u

z

U

z

z

x

w

V

e

q

j

m

m

m

m

ϑ

ϑ

λ

λ

μ

λ

μ

λ

λ

ϑ

μ

μ

λ

⎥ ⎧ ⎫

⎥ ⎪ ⎪

Θ

⎥ ⎪ ⎪

=

⎥ ⎨ ⎬

⎥ ⎪ ⎪

⎥ ⎪ ⎪

⎩ ⎭

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

3

ML_...

0

1

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

q

u

w

q

w

w

y

q

u

w

w

x

W

x

x

x

V

z

U

z

z

x tan

V

det

j

m

m

m

m

ϑ

ϑ

λ

μ

λ

Θ

μ

λ

λ

μ

μ

λ

=

4

3

2

4

3

2

1

0

A

A

A

A

A

0

λ

λ

λ

λ

+

+

+

+

=

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

4

ML_...

Założenia:

Stała prędkość lotu
Małe zmiany kąta toru

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

5

ML_ Szybkie oscylacje

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

6

ML_...

(

)

cos

sin

w

W

w

U

w

ϑ

Δ =

+

Θ −

Przy

1

ϑ

w

w U

ϑ

Δ ≅ −

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

7

ML_...

Pamiętając, że

0

U

V

=

i

d

q

dt

ϑ

=

Równanie sił w kierunku osi z

2

0

0

1

2

dw

w

m

V q

V Sa

dt

V

ρ

= −

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

8

ML_Bez wpływu opóźnienia strug

Pomijając wpływ opóźnienia strug na usterzeniu poziomym
i momentów tłumienia pochodzących od kadłuba, równanie
Momentu pochylającego ma postać

2

0

1

0

0

1

2

m

H

y

a

H H

dC

l q

w

J q

V

Sl

S l a

d

V

V

ρ

α

=

Sprowadzimy oba równania do postaci bezwymiarowej

Równanie sił podzielimy obustronnie przez

2

0

V S

ρ

A równanie momentów przez

2

0

H

V Sl

ρ

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

9

ML_...

Dla równania sił dostaniemy

2

0

2

1

2

dw

V

m

V q

dt

V S

ρ

ρ

⎠ = −

S

0

2

w

a

V

V

ρ

S

I dalej

0

2

dw

m

V

dt

V S

m

ρ

0

2

q

V

ρ

0

1

ˆ

2

m

V S

t

S

aw

ρ

= −

=

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

10

ML_...

0

1

ˆ

ˆ

2

dw

dt

tq

aw

t

m

m

VS

V S

V

ρ

ρ

− = −

=

0

1

1

ˆ

ˆ

2

dw

t

tq

aw

V dt

− = −

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

11

ML_...

Stąd bezwymiarowe równanie sił przyjmuje postać

1

2

dw

q

aw

dt

− = −

zauważmy

( )

0

0

1

1

ˆ

dw

d

dt

dw

w

V

dt

dt

V dt

dt t

=

=

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

12

ML_...

2

0

2

0

1

2

y

H

J q

V Sl

V

ρ

ρ

=

2

0

V

ρ

1

0

0

m

H

a

H H

H

dC

l q

w

Sl

S l a

d

V

V

Sl

α

Równanie momentów

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

13

ML_...

0

0

1

2

2

0

0

1

ˆ

ˆ

ˆ

y

H

H

H

y

H

y

y

y

dq

l

J q

dt

V Sl

V

dq

dq

j t

t

j

dq

dt

dt

j t

J

l m

m

V

S

m

V

S

l

S

dt

m

ρ

ρ

μ

μ

ρ

ρ

=

=

=

=

=

Lewa strona równania

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

14

ML_...

Prawa strona równania

2

0

1

2

V

ρ

2

0

V

ρ

0

0

1

1

1

1

1

1

1

2

2

ˆ

1

1

2

2

1

1

2

2

m

a

H

a

m

H

H

a

m

H

H

a

m

H

H

H

m

V

S

dC

w

Sl

d

V

Sl

l dC

S

q

w

a

l

d

S

l dC

S

qt

w

a

l

d

l

S

m

S

l dC

S

q

w

a

l

d

S

α

α

α

μ

α

μ

ρ

ρ

− =

=

=

=

=

=

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

15

ML_...

Ostatecznie równania ruchu w zapisie macierzowym przyjmują postać

1

1

1

1

1

2

0

1

1

1

2

2

y

a

m

H

H

d

a

w

dt

j

l dC

S

d

q

a

l

d

dt

S

α

μ

μ

+

⎥ ⎧ ⎫

⎪ ⎪

=

⎨ ⎬

⎥ ⎪ ⎪

⎩ ⎭

+

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

16

ML_...

Przewidujemy rozwiązanie w postaci

0

t

w

w e

λ

=

0

t

q

q e

λ

=

Podstawiając je do równań ruchu i wykonując odpowiednie
operacje arytmetyczne dostaniemy

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

17

ML_...

0

0

1

1

1

1

1

2

0

1

1

1

2

2

t

y

a

m

H

H

a

w

e

j

l dC

S

q

a

l

d

S

λ

λ

λ

α

μ

μ

+

⎥ ⎧ ⎫

⎪ ⎪

=

⎨ ⎬

⎥ ⎪ ⎪

⎩ ⎭

+

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

18

ML_...

1

1

1

1

1

1

1

0

2

2

2

y

a

m

H

H

j

l dC

S

a

a

S

l

d

λ

λ

μ

μ

α

+

+

=

⎠⎝

1

1

1

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

2

2

1

1

1

2

2

1

1

1

0

4

2

y

a

m

H

H

y

y

H

a

b

a

m

H

H

c

j

l dC

S

a

a

S

l

d

j

j

S

a

a

S

l dC

S

a

a

S

l

d

λ

λ

μ

μ

α

λ

λ

μ

μ

μ

μ

α

+

+

=

⎠⎝

=

+

+

+

+

=

1

y

j

μ

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

19

ML_...

2

1

1

1

1

1

1

2

2

1

1

1

0

4

2

H

y

b

a

m

H

y

H

y

c

S

a

a

S

j

l dC

S

a

a

S

j

l

d

j

λ

λ

μ

α

+

+

+

+

=

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

20

ML_...

2

b

a

λ

Δ

=

2

4

b

ac

Δ =

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

4

16

4

2

a

m

H

H

H

y

y

H

i

l dC

S

a

S

a

S

a

a

a

a

S j

S j

S

l

d

η

ω

λ

μ

α

= −

+

+

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

21

ML_Wpływ opóźnienia strug

Zmiana kąta natarcia na usterzeniu

0

0

H

H

l

d

d

d

d

w

t

d

dt

d

dt V

V

ε α

ε

α

α

α

Δ

Δ =

2

0

1

0

0

2

2

1

0

2

0

1

2

1

2

H

H H

H H

l

d

d

w

M

V S l a

d

dt V

V

a d

dw

V S l

V d

dt

ε

ρ

α

ε

ρ

α

Δ = −

=

= −

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

22

ML_...

1

1

1

1

1

1

1

1

0

2

2

2

y

a

m

H

H

H

j

l dC

S

a

S

a

dq

d

dw

q

w

dt

S

l

d

S

d

dt

ε

μ

μ

α

μ α

+

+

=

Równanie momentów

1

1

1

1

1

1

1

2

0

1

1

1

1

2

2

2

y

a

m

H

H

H

d

a

w

dt

j

l dC

S

a

S

d

d

d

q

a

l

d

S

d

dt

dt

S

ε

α

μ α

μ

μ

+

⎥ ⎧ ⎫

⎪ ⎪

=

⎨ ⎬

⎥ ⎪ ⎪

⎩ ⎭

+

+

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

23

ML_...

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

4

16

4

2

a

m

H

H

H

y

y

y

H

y

i

l

dC

S

a

S

a

S

a

d

d

a

a

a

S j

d

S j

d

S j

l

j

d

η

ω

μ

ε

ε

λ

α

α

α

= −

+

+

±

+

+

0

1

1

1

ˆ

4

H

y

V S

S

a

d

a

t

m

S j

d

ρ

η

ε

η

α

=

= −

+

+

2

0

1

1

1

1

1

1

1

ˆ

16

4

2

a

m

H

H

y

y

H

y

V S

l

dC

S

a

S

a

d

a

a

t

m

S j

d

S j

l

j

d

ρ

μ

ω

ε

ω

α

α

=

=

+

+

+

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

24

ML_Oscylacje fugoidalne

Uproszczenie

const

α

=

Zmienne

,

V

ϑ

Δ

Δ

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

25

ML_...

Równania równowagi przed zaburzeniem

2

0

2

0

1

sin

0

2

1

cos

0

2

x

z

mg

V SC

mg

V SC

ρ

ρ

Θ +

=

Θ −

=

Równania równowagi po zaburzeniu

(

)

(

)

( )

(

)

(

)

( )

2

0

2

0

0

1

sin

0

2

1

cos

0

2

x

z

d

mg

V

V

SC

m

V

dt

d

mg

V

V

SC

V m

dt

ϑ

ρ

ϑ

ρ

ϑ

Θ + Δ

+

+ Δ

+

Δ

=

Θ + Δ

+ Δ

+

Δ

=

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

26

ML_...

Wykonując operacje arytmetyczne wyrażeniach opisujących
równowagę samolotu po zaburzeniu, pomijając składniki wyższego

rzędu, a następnie odejmując odpowiednio równania równowagi

przed zaburzeniem dostaniemy równania zaburzeń ruchu.
Dzieląc je przez

2

0

1

2

V S

ρ

i ubezwymiarawiając dostaniemy

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

27

ML_...

( )

( )

(

)

2

2

0

0

1

sin

2

2

mg

cos

V

V

V

V

ϑ

ρ

Θ + Δ

Θ +

+

Δ + Δ

(

)

( )

( )

( )

2

2

0

0

0

1

cos

2

2

x

d

SC

m

V

dt

mg

sin

V

V

V

V

ϑ

ρ

+

Δ

=

Θ − Δ

Θ −

+

Δ + Δ

(

)

( )

0

0

z

d

SC

V m

dt

ϑ

+

Δ

=

(

)

(

)

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

sin

sin

cos

cos

sin

sin

cos

cos

cos

cos

sin

sin

cos

sin

Θ ϑ

Θ

ϑ

Θ

ϑ

Θ ϑ

Θ

Θ ϑ

Θ

ϑ

Θ

ϑ

Θ ϑ

Θ

+

=

+

+

+

=

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

28

ML_...

( )

( )

(

)

(

)

( )

( )

( )

(

)

(

)

( )

2

0

0

2

0

0

0

1

sin

2

0

2

1

cos

2

0

2

x

z

d

mg

cos

V

V

V SC

m

V

dt

d

mg

sin

V

V

V SC

V m

dt

ϑ

ρ

ϑ

ρ

ϑ

Θ + Δ

Θ +

+

Δ

+

Δ

=

Θ − Δ

Θ −

+

Δ

+

Δ

=

2

0

2

0

1

sin

0

2

1

cos

0

2

x

z

mg

V SC

mg

V SC

ρ

ρ

Θ +

=

Θ −

=

( )

(

)

(

)

( )

( )

(

)

(

)

( )

0

0

0

0

0

x

z

d

mg

cos

V

V SC

m

V

dt

d

mg

sin

V

V SC

V m

dt

ϑ

ρ

ϑ

ρ

ϑ

Δ

Θ +

Δ

+

Δ

=

−Δ

Θ −

+ Δ

+

Δ

=

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

29

ML_...

1

2

0

1

2

x

z

z

x

d

C

C

V

dt

d

C

C

dt

ϑ

+

⎥ Δ

=

⎥ ⎨

Δ

+

Wyznacznik charakterystyczny będzie równy

(

)

2

2

2

3

1

0

2

2

x

z

x

C

C

C

λ

λ

+

+

+

=

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

30

ML_...

Pierwiastki równania

(

)

2

2

2

3

3

1

2

2

2

x

x

z

x

C

C

C

C

λ

= −

±

+

W większości stanów lotu

(

)

2

2

2

3

1

2

2

x

z

x

C

C

C

⎞ <

+

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

31

ML_...

Co oznacza, że ruch ma charakter oscylacyjny, tłumiony.

0

3

ˆ

4

x

SV

C

t

m

ρ

η

η

=

= −

Tłumienie (wymiarowe) jest równe

A odwrotność okresu

(

)

2

2

2

0

1

1

3

2

2

2

z

x

x

SV

C

C

C

T

m

ρ

π

=

+

− ⎜

Częstość

(

)

2

2

2

0

1

3

ˆ

2

2

z

x

x

SV

C

C

C

t

m

ρ

ω

ω

=

=

+

− ⎜

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

32

ML_Jeszcze raz SPO

u

x

λ

w

x

0

1

q

x

W

V

μ

x

ϑ

w

z

0

0

1

tan

q

w

z

U

z

x

V

ϑ

λ

μ

Θ

u

m

1

1

0

y

q

w

w

j

m

m

m

λ

λ

μ

μ

0

0

1

λ

0

0

0

0

0

t

w

e

q

λ

⎧ ⎫

⎪ ⎪

⎥ ⎪ ⎪

=

⎨ ⎬

⎥ ⎪ ⎪

⎥ ⎪ ⎪

⎩ ⎭

Założenia:

Stała prędkość lotu
Małe zmiany kąta toru

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

33

ML_Jeszcze raz SPO

0

1

0

0

1

1

0

q

w

t

y

q

w

w

z

U

z

V

w

e

q

j

m

m

m

λ

λ

μ

λ

λ

μ

μ

⎥ ⎧ ⎫

=

⎨ ⎬

⎥ ⎩ ⎭

(

)

(

)

0

1

1

1

0

y

q

q

w

w

w

j

m

z

U

z

m

m

V

λ

λ

λ

μ

μ

μ

⎞ ⎛

− −

=

⎟ ⎜

⎠ ⎝

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

34

ML_Jeszcze raz SPO

2

0

0

1

1

1

1

1

1

0

y

q

y

q

q

q

w

w

w

w

w

w

j

m

j

m

z

z

U

U

z

z

m

m

m

m

V

V

λ

λ

λ

λ

λ

μ

μ

μ

μ

μ

μ

+

=

2

0

0

1

1

1

1

1

1

0

y

q

y

q

q

q

w

w

w

w

w

w

j

m

j

z

m

z

U

U

z

m

m

z

m

m

V

V

λ

λ

μ

μ

μ

μ

μ

μ

⎞ ⎛

+

+

+

+

=

⎟ ⎜

⎠ ⎝

2

0

0

1

1

0

q

q

q

q

w

w

w

w

w

w

y

y

y

y

y

y

m

z

m

z

U

U

z

m

m

z

m

m

j

V j

j

j

V j

j

μ

μ

λ

λ

⎞ ⎛

+

+

+

+

=

⎟ ⎜

⎟ ⎜

⎠ ⎝

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

35

ML_Jeszcze raz SPO

2

0

0

1

1

4

q

q

q

q

w

w

w

w

w

w

y

y

y

y

y

y

m

z

m

z

U

U

z

m

m

z

m

m

j

V j

j

j

V j

j

μ

μ

Δ =

+

+

+

0

1

2

0

1

0

1

1

2

1

4

2

q

q

w

w

w

y

y

y

q

q

q

q

w

w

w

w

w

w

y

y

y

y

y

y

m

z

U

z

m

m

j

V j

j

m

z

m

z

U

U

z

m

m

z

m

m

j

V j

j

j

V j

j

μ

λ

μ

μ

= −

+

+

+

+

±

+

+

+

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

36

ML_Jeszcze raz LPO

u

w

x

x

λ

0

1

q

x

W

V

μ

w

x

z

ϑ

w

z

λ

0

1

q

z

U

V

μ

0

tan

x

ϑ

Θ

u

m

w

w

m

m

λ

1

1

y

q

j

m

λ

μ

μ

0

0

0

1

0

0

0

0

0

t

u

e

λ

ϑ

λ

⎥ ⎧ ⎫

⎥ ⎪ ⎪

⎪ ⎪

=

⎨ ⎬

⎥ ⎪ ⎪

⎥ ⎪ ⎪

⎥ ⎩ ⎭

background image

Zbigniew Klepacki

Politechnika Rzeszowska

KSiSL

37

ML_Jeszcze raz LPO

0

0

0

u

t

u

x

x

e

ϑ

λ

λ

ϑ

λ

⎧ ⎫

⎨ ⎬

⎦ ⎩ ⎭

(

)

0

u

x

λ

λ

=

2

0

u

x

λ

λ

=


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
ML7 3 Statecznosc Ruchy upros niesymetryczne id 303814
ML7 4 Stateczność Kryteria
ML7 1 Statecznosc rownania ruch Nieznany
ML7 0 Stateczność równania ruchu
ML7 4 Stateczność Kryteria
ML5 Statecznosc statyczna id 30 Nieznany
18 Grawitacyjne ruchy masowe (27 04 2011)id652
Bilans uproszczony id 85774 Nieznany
3 Elementy symetrii w chemii id Nieznany (2)
ML5 Statecznosc statyczna id 30 Nieznany
społeczne ruchy miejskie Castells
Ruchy wody morskiej i wody podziemne
13 ZMIANY WSTECZNE (2)id 14517 ppt
!!! ETAPY CYKLU PROJEKTU !!!id 455 ppt
2 Podstawowe definicje (2)id 19609 ppt
W2 Uproszczone formy rachunkowości
11 UPROSZCZENIA
2 Realizacja pracy licencjackiej rozdziałmetodologiczny (1)id 19659 ppt

więcej podobnych podstron