aeromatic
1.0.0
Aero-Matic é um aplicativo da Web que usa uma interface HTML para coletar dados submitidos pelo usuário em um avião e, em seguida, gera arquivos de configuração para uso com o modelo JSBSIM Flight Dynamics. Aero-Matic tenta encontrar um equilíbrio entre simplicidade e precisão ao modelar um avião. Os arquivos de configuração gerados resultarão em um modelo de avião plausível e é baseado em apenas alguns pontos de dados que devem estar facilmente disponíveis em livros ou fontes da Internet.
Vamos supor que queremos fazer um modelo do MIG-21. Nesse caso, precisaremos de dois arquivos de configuração, uma configuração aerodinâmica e uma configuração do motor . Obviamente, não precisaremos de uma configuração de hélice para o MIG-21.
O primeiro passo é abrir aeromático em um navegador. O primeiro passo é definir um motor para o MIG-21. A partir da enciclopédia do World AirPower, encontro as seguintes informações sobre o mecanismo usado pelo MIG-21. Nome: Tumansky_R25, Tipo: Turbina, impulso (sem queimar): 10000 lb. e a queda de pós-queima é instalada, mas a injeção de água não é. Observe que o nome que você escolheu para o seu mecanismo deve ser um nome de arquivo adequado; portanto, use apenas caracteres apropriados.
Quando você clica no botão "Gerar" aero-MATIC, envia as informações ao Engine2.php , que farão alguns cálculos e enviarão os resultados de volta para você. Os resultados parecerão lixo porque o arquivo de configuração não foi feito para ficar bem em uma janela do navegador. Se você visualizar a fonte do documento, verá o arquivo como ele realmente é. Salve este arquivo com o nome do arquivo Tumansky_R25.xml e coloque -o no diretório $FGROOT/Engine com todos os outros motores.
Pule sobre o formulário da hélice e preencha o formulário aerodinâmico. Você deve primeiro selecionar um sistema de unidades, inglês ou métrico. Você não pode misturar unidades! Agora para os dados do avião. Para o MIG-21, tenho os seguintes dados. Nome: MIG21, Tipo: Lutador de motor único, Peso máximo de decolagem: 22.000 lb., extensão: 23,5 pés, comprimento: 51,75 pés, asa área: 247 pés quadrados, trem de pouso de triciclo (o que significa que a terceira roda está na frente das rodas principais), um motor, tipo de motor: Turbina, Layout do motor: AFT FUSELAGE. Minha fonte não diz se o MIG-21 tinha um amortecedor de guinada, mas como é um jato de alto desempenho, assumirei que ele precisa de um.
Agora clique em "Gereate" e os dados serão enviados para aero2.php , que farão alguns cálculos e retornarão o arquivo de configuração para você. Assim como no arquivo de configuração anterior, ele parecerá lixo na janela do navegador, mas olhará corretamente se você visualizar a fonte do documento. Salve este arquivo como Mig21.xml e coloque -o em uma pasta $FGROOT/Aircraft/Mig21 . Agora você terá que abrir o arquivo em um editor de texto e fazer uma alteração. Na seção de propulsão do arquivo aero, você encontrará uma referência ao nome do arquivo do seu mecanismo, Mig21_engine . Edite este nome para ler Tumansky_R25 . Seu MIG-21 agora será correspondido com um motor correto.
Se você modelar um avião com vários motores, deve fazer a alteração acima para cada mecanismo. Se você estiver modelando um avião acionado por hélice, também deverá alterar o nome do arquivo de propulsor para refletir o nome do arquivo do arquivo de configuração da hélice. Isso deve ser feito para cada hélice.
OBSERVAÇÃO!! Esteja ciente de que alguns navegadores podem ser configurados para adicionar tags HTML e fazer outras alterações nos arquivos sem informar. Isso impedirá que o Aero-Matic funcione! Além disso, alguns navegadores recarregem a página atual ao exibir a fonte do documento. Isso pode resultar em um documento ruim. Além disso, cuidado com os navegadores que estão preparados para buscar páginas em cache em vez de novas.
Engine.php cria um arquivo de configuração para os módulos do motor JSBSIM de acordo com a tabela a seguir:
| Tipo de motor | Módulo JSBSIM |
|---|---|
| Pistão | FGPISTON |
| Turbina | Fgturbine |
| Turboprop | Fgturbine |
| Foguete | FGrocket |
As entradas do usuário são primeiro convertidas em unidades em inglês. O cabeçalho é impresso e as entradas do usuário são ecoadas como comentários. Agora engine2.php imprime dados específicos para o tipo de mecanismo. O único cálculo feito para o motor do pistão é o deslocamento, que é baseado em uma polegada de 0,625 hp assumida por polegada cúbica. Todos os outros valores do motor do pistão são "típicos".
O motor da turbina é modelado com uma taxa de desvio assumida de 1,0 e um TSFC de 0,8. Outros dados necessários para o módulo são preenchidos com valores "típicos". A pós -queima e a injeção de água são ativadas se selecionadas.
O motor turboprop é modelado como uma turbina com uma taxa de desvio de 0 e um TSFC de 0,55. O valor máximo de potência é convertido em um valor máximo de impulso usando a aproximação aproximada de que 1 hp é igual a 2,24 libras de impulso. O impulso é então definido para diminuir em alta velocidade, simulando assim uma hélice.
O motor do foguete é o motor X-15 de Jon Berndt.
Prop.php converte primeiro a entrada do usuário em unidades em inglês e depois ecoa a entrada como comentários. A hélice é modelada pela primeira vez estimando a "lâmina linear de polegadas", ou seja, a soma de todos os comprimentos da lâmina, necessária para absorver a energia do motor. Uso 5,3 vezes a raiz quadrada da potência, uma fórmula baseada apenas na ajuste da curva em uma amostra de combinações de motor/suporte. Nenhuma ciência aqui. O número de lâminas é estimado usando o seguinte gráfico:
| Potência do motor | No. de lâminas |
|---|---|
| <400 | 2 |
| 400 < - <1400 | 3 |
| 1400+ | 4 |
A massa de cada lâmina é estimada em 0,9317 lesmas por pé. O restante dos valores é "típico".
Aero.php primeiro converte a entrada do usuário em unidades em inglês. O primeiro cálculo é estimar o carregamento da asa com peso máximo com base no tipo de aeronave conforme este gráfico:
| Tipo de aeronave | Carregamento da asa (PSF) |
|---|---|
| Planador | 7 |
| Solteiro leve | 14 |
| Gêmeo leve | 29 |
| Lutador da Segunda Guerra Mundial, piloto, aerobático | 45 |
| Lutador transônico/supersônico de motor único | 95 |
| Dois lutadores transônicos/supersônicos de motor | 100 |
| Transporte transônico de dois motores | 110 |
| Transporte transônico de três motores | 110 |
| Transporte transônico de quatro+ motor | 110 |
| Transporte de suporte de vários motores | 57 |
Se o usuário não forneceu uma área de asa, o carregamento da asa e o peso máximo serão usados para estimar um. Se o usuário fornecer uma área de asa, o carregamento real da asa será calculado e será usado em vez do valor gráfico.
Depois que a área da asa é estabelecida, é dividida por extensão da asa para dar o acorde aerodinâmico médio. As áreas das superfícies da cauda são estimadas multiplicando a área da asa por um fator, dependendo do tipo de aeronave. O momento em que os braços das superfícies da cauda são estimados da mesma forma a partir do comprimento e tipo de aeronave.
Os momentos de inércia do avião sobre três eixos são estimados usando as fórmulas e constantes de Roskam para vários tipos de avião. Atualmente, estou aumentando os momentos em 50% para compensar a falta de sensação no bastão de controle.
O ZFW do AirCaft, o peso zero-combustível, é estimado por várias vezes o peso máximo por um fator de acordo com o tipo de aeronave. Este valor é chamado de "peso vazio" na configuração do JSBSIM.
Em seguida, o centro de gravidade da aeronave, CG, é estimado. A localização longitudinal (eixo x) já foi assumida quando o braço do momento do establizador horizontal foi estimado; portanto, essa distância é usada para obter a localização longitudinal do CG do nariz, em polegadas. O CG está localizado na interseção dos eixos X e Y, sob a suposição de que a aeronave é lateralmente simétrica, portanto o local Y é zero. Coloquei a localização vertical (Z) do CG um pouco abaixo da linha central. A localização do centro aerodinâmico é, por simplicidade, o mesmo que o CG, exceto que está um pouco acima do CG para ajudar na estabilidade.
A localização do ponto ocular do piloto é então estimado com base no tipo de aeronave.
A localização do trem de pouso é baseada no local do CG. As rodas principais do triciclo são colocadas um pouco atrás do CG e as rodas principais do Taildrager um pouco à frente. A propagação lateral da engrenagem principal é uma função do tempo de asa e do tipo de avião. A posição Z da engrenagem principal é baseada no comprimento do avião. Esta é a distância em polegadas da linha central até o fundo do pneu quando a engrenagem é estendida e pendurada livremente. Observe que o planador apresenta um problema em que o JSBSIM atualmente suporta três pontos de contato do solo, enquanto um planador precisa de cinco (roda principal, derrapagem no nariz, roda traseira e duas pontas de ponta de asa). A localização do nariz ou das rodas de cauda é estimada a partir do comprimento do avião e da localização da engrenagem principal.
Os motores e propulsores estão posicionados de acordo com o layout do motor selecionado pelo usuário e algumas suposições sobre o espaçamento e a localização do motor. Existem n+1 tanques de combustível para um avião N da motor N. Todos os tanques de combustível estão localizados no centro de aeronaves de gravidade e contêm 500 libras de combustível.
O FCS, sistema de controle de vôo, é o mesmo para cada avião, exceto o amortecedor da guinada, que só é adicionado se desejado pelo usuário.
A força de elevação é baseada em uma curva de elevação-VS-alfa feita de quatro pontos, usando o CL_0, CL_ALPHA e CL_MAX assumidos para o tipo de aeronave. O aumento adicional devido a retalhos é estimado com base no tipo de aeronave. Alguns tipos terão um decréscimo de elevação devido a SpeedBrakes (ou spoilers). Todos os tipos têm uma contribuição de elevação devido à deflexão do elevador, com base no tipo de aeronave.
A força de arrasto consiste em CD0 (arrasto em liff zero), CDI (arrasto induzido), cdmach (arrasto devido à compressibilidade), CDFLAP, CDGEAR, CDSB (Speedbrakes), Cdbeta (arrasto devido ao deslizamento lateral) e CDDE (arrasto devido à desfechção do elevador).
A única força lateral usada é a força devido ao ângulo da guinada (deslizamento lateral).
Os momentos de rolo utilizados são clbeta (rolo devido ao deslizamento lateral), CLP (amortecimento do rolo), CLR (rolo devido à taxa de guinada), CLDA (rolo devido a ailerons) e CLDR (rolo devido à deflexão do leme).
Os momentos de inclinação utilizados são Cmalpha (afinação devido ao ângulo de ataque), CMDE (afinação devido à deflexão do elevador), CMQ (inclinação devido à taxa de afinação) e cmadot (inclinação devido à taxa alfa).
Os momentos de guinada são CNbeta (guinada devido ao deslizamento lateral), CNR (amortecimento da guinada), CNDR (guinada devido à deflexão do leme) e CNDA (guinada adversa).
Isso é baseado no aplicativo PHP original de David P. Culp e foi portado para HTML/CSS/JavaScript por Bertrand Coconnier.
