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空力

Aero-Maticは、HTMLインターフェイスを使用して飛行機でユーザーがサビされたデータを収集し、JSBSIM Flight Dynamicsモデルで使用する構成ファイルを生成するWebアプリケーションです。エアロ・マティックは、飛行機をモデル化する際に、シンプルさと精度のバランスをとることを試みます。生成された構成ファイルは、もっともらしい飛行機モデルになり、書籍やインターネットソースから簡単に入手できるはずのデータポイントのみに基づいています。

空力の使用方法

MIG-21のモデルを作成したいと仮定しましょう。この場合、 Aero構成とエンジン構成の2つの構成ファイルが必要です。明らかに、MIG-21のプロペラ構成は必要ありません。

最初のステップは、ブラウザで空力を開くことです。ステップ1は、MIG-21のエンジンを定義することです。ワールドエアパワーの百科事典から、MIG-21が使用しているエンジンに関する次の情報を見つけます。名前：tumansky_r25、タイプ：タービン、スラスト（アフターバーニングなし）：10000ポンド、アフターバーニングが設置されていますが、ウォーターインジェクションはありません。エンジンに選択した名前は適切なファイル名である必要があるため、適切な文字のみを使用する必要があることに注意してください。

[生成]ボタンをクリックすると、Aero-MaticがEngine2.phpに情報を送信します。これにより、計算が行われ、結果が返送されます。構成ファイルはブラウザウィンドウで見栄えを良くすることを意図していなかったため、結果はごみのように見えます。ドキュメントソースを表示すると、ファイルが実際に表示されます。ファイル名Tumansky_R25.xmlでこのファイルを保存し、他のすべてのエンジンを使用して$FGROOT/Engineディレクトリに配置します。

プロペラフォームをスキップし、エアロフォームに記入します。最初に、英語またはメトリックのいずれかのユニットシステムを選択する必要があります。ユニットを混ぜることはできません！さて、飛行機のデータ用。 MIG-21については、次のデータがあります。名前：MIG21、タイプ：シングルエンジンファイター、最大離陸重量：22,000 lb.、スパン：23.5フィート、長さ：51.75フィート、翼領域：247平方フィート、三輪車着陸装置（3番目のホイールはメインホイールの前にあります）、1つのエンジン、エンジンタイプ：タービン、エンジンレイアウト：Aft FuseLage。私の情報源は、Mig-21にヨーダンパーがあるかどうかは言いませんが、高性能ジェットなので、それが必要だと思います。

「生成」をクリックすると、データがaero2.phpに送信されます。これにより、計算が行われ、構成ファイルが返されます。以前の構成ファイルと同様に、ブラウザウィンドウのごみのように見えますが、ドキュメントソースを表示すると適切に表示されます。このファイルをMig21.xmlとして保存し、 $FGROOT/Aircraft/Mig21フォルダーに配置します。これで、テキストエディターでファイルを開き、変更する必要があります。 Aeroファイルの推進セクションでは、エンジンのファイル名Mig21_engineへの参照があります。この名前を編集して、 Tumansky_R25を読み取ります。 MIG-21は正しいエンジンと一致します。

マルチエンジンの飛行機をモデル化する場合は、各エンジンの上記の変更を行う必要があります。プロペラ駆動の飛行機をモデル化する場合は、プロペラ構成ファイルのファイル名を反映するためにスラスタファイル名も変更する必要があります。これは、各プロペラに対して行う必要があります。

注記！！一部のブラウザを構成して、HTMLタグを追加し、伝えずにファイルに他の変更を加えることができることに注意してください。これにより、Aero-Maticが機能することができなくなります！また、一部のブラウザは、ドキュメントソースを表示するときに現在のページをリロードします。これにより、文書が悪い場合があります。また、新しいページではなくキャッシュされたページを取得するように設定されているブラウザに注意してください。

航空が何をするのか

エンジン構成

Engine.php次の表に従って、JSBSIMエンジンモジュールの構成ファイルを作成します。

エンジンタイプ	JSBSIMモジュール
ピストン	fgpiston
タービン	fgturbine
ターボプロップ	fgturbine
ロケット	fgrocket

ユーザー入力は、最初に英語ユニットに変換されます。その後、ヘッダーが印刷され、ユーザーの入力がコメントとしてエコーされます。 engine2.phpは、エンジンタイプに固有のデータを印刷します。ピストンエンジンで行われた唯一の計算は変位です。これは、1立方インチあたり0.625 hpに基づいています。他のすべてのピストンエンジン値は「典型的な」です。

タービンエンジンは、1.0の想定バイパス比、0.8のTSFCでモデル化されています。モジュールで必要な他のデータには、「典型的な」値が満たされています。そのように選択された場合、アフターバーニングと水注入が有効になります。

ターボプロップエンジンは、0のバイパス比、0.55のTSFCを持つタービンとしてモデル化されています。最大電力値は、1 hpが2.24ポンドのスラストに等しいという大まかな近似を使用して、最大スラスト値に変換されます。その後、スラストは高速で減少するように設定されているため、プロペラをシミュレートします。

ロケットエンジンは、Jon BerndtのX-15エンジンです。

プロペラ構成

Prop.php最初にユーザーの入力を英語ユニットに変換し、次にコメントとして入力をエコーします。プロペラは、最初にエンジンの電力を吸収するために必要なすべてのブレードの長さの合計「線形ブレードインチ」を推定することによってモデル化されます。私は、エンジン/プロップの組み合わせのサンプルをカーブフィッティングすることにのみ基づいたフォーミュラである馬力の平方根の5.3倍を使用します。ここには科学はありません。ブレードの数は、次のチャートを使用して推定されます。

エンジン馬力	ブレードの数
<400	2
400 < - <1400	3
1400+	4

各ブレードの質量は、1フィートあたり0.9317スラッグと推定されています。残りの値は「典型的」です。

エアロ構成

Aero.php 、最初にユーザーの入力を英語ユニットに変換します。最初の計算は、このチャートに従って、航空機の種類に基づいて最大重量で翼荷重を推定することです。

航空機タイプ	ウィングローディング（PSF）
グライダー	7
ライトシングル	14
軽い双子	29
第二次世界大戦の戦闘機、レーサー、エアロバティック	45
シングルエンジントランスニック/超音速戦闘機	95
2つのエンジントランスニック/超音速戦闘機	100
2つのエンジントランスニック輸送	110
3つのエンジントランスニック輸送	110
4+エンジントランスニック輸送	110
マルチエンジンのプロップトランスポート	57

ユーザーが翼の領域を供給しなかった場合、翼の負荷と最大重量を使用して推定します。ユーザーが翼の領域を提供する場合、実際の翼の荷重が計算され、チャートされた値の代わりに使用されます。

翼の領域が確立されると、平均空力コードを与えるために翼のスパンで分割されます。尾面の面積は、翼の領域に航空機の種類に応じて係数を掛けることによって推定されます。尾面の腕の瞬間は、航空機の長さとタイプから同様に推定されます。

飛行機の約3軸の慣性モーメントは、さまざまな飛行機タイプのRoskamの式と定数を使用して推定されます。現在、私はコントロールスティックの感触の欠如を補うために瞬間を50％増加させています。

AirCaftのZFW、ゼロ燃料重量は、航空機の種類に応じて最大重量を係数でマルチプライズすることにより推定されます。この値は、JSBSIM構成の「空の重量」と呼ばれます。

次に、航空機の重心であるCGの中心が推定されます。縦方向の（x軸）位置は、水平安定化モーメントアームが推定されたときにすでに想定されていたため、この距離は、鼻からCGの縦方向の位置をインチ単位で取得するために使用されます。 CGは、航空機が横方向に対称的であるという仮定の下で、xとy軸の交差点にあるため、y位置はゼロです。 CGの垂直（z）の位置を中心線の少し下に置きました。空力中心の位置は、簡単にするために、CGと同じですが、安定性を助けるためにCGの少し上にあります。

パイロットのアイポイントの位置は、航空機の種類に基づいて推定されます。

着陸装置の位置は、CGの場所に基づいています。三輪車のメインホイールはCGのわずかに後ろに配置され、テールドラガーメインホイールは少し前に配置されます。メインギアの横方向の広がりは、翼スパンと飛行機タイプの関数です。メインギアのZポジションは、飛行機の長さに基づいています。これは、ギアが伸びて自由にぶら下がっているときに、中心線からタイヤの底までの距離です。グライダーは、JSBSIMが現在3つの地上接触点をサポートしているのに対し、グライダーには5つ（メインホイール、ノーズスキッド、テールホイール、2つの翼の先端スキッド）が必要なという点で問題を提示していることに注意してください。鼻またはテールホイールの位置は、飛行機の長さとメインギアの位置から推定されます。

エンジンとスラスタは、ユーザーが選択したエンジンレイアウトと、エンジンの間隔と場所に関するいくつかの仮定に従って配置されます。 Nエンジンした飛行機用のN+1燃料タンクがあります。すべての燃料タンクは、航空機の重心にあり、500ポンドの燃料が含まれています。

FCS、飛行制御システムは、ヨーダンパーを除き、飛行機ごとに同じです。これは、ユーザーが望む場合にのみ追加されます。

リフト力は、航空機の種類に想定されたCL_0、CL_ALPHA、およびCL_MAXを使用して、4ポイントから作られたリフトVS-ALPHA曲線に基づいています。フラップによる追加リフトは、航空機の種類に基づいて推定されます。一部のタイプは、スピードブレイク（またはネタバレ）によりリフトの減少を行います。すべてのタイプは、航空機の種類に基づいて、エレベーターのたわみによりリフトの寄与を持っています。

ドラッグフォースは、CD0（ゼロリフトでのドラッグ）、CDI（誘導ドラッグ）、CDMACH（圧縮性によるドラッグ）、CDFLAP、CDGEAR、CDSB（SpeedBrakes）、CDBETA（サイドスリップによるドラッグ）、およびCDDE（エレベーター排水によるドラッグ）で構成されています。

使用される唯一の副次的な力は、ヨー角（サイドスリップ）による力です。

使用されるロールモーメントは、CLBETA（サイドスリップによるロール）、CLP（ロールダンピング）、CLR（ヨーレートによるロール）、CLDA（エイレロンによるロール）、およびCLDR（舵のたわみによるロール）です。

使用されるピッチモーメントは、CMALPHA（攻撃角度によるピッチ）、CMDE（エレベーターのたわみによるピッチ）、CMQ（ピッチレートによるピッチ）、およびCMADOT（アルファレートによるピッチ）です。

ヨーの瞬間は、CNBETA（サイドスリップによるヨー）、CNR（ヨー減衰）、CNDR（ラダーの偏向によるヨー）、およびCNDA（有害ヨー）です。