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Aerodynamisches Verhalten eines Modellflugzeugs: Die DC-6B

Überblick

Quelle: Jose Roberto Moreto und Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA

Der Low-Speed-Windkanal ist ein wertvolles Werkzeug, um aerodynamische Eigenschaften von Flugzeugen zu untersuchen und die Leistung und Stabilität von Flugzeugen zu bewerten. Mit einem Maßstabsmodell eines DC-6B-Flugzeugs mit abnehmbarem Heck und einer 6-Komponenten-Außenkraftbilanz können wir den Hubkoeffizienten (CL), den Luftwiderstandskoeffizienten (CD), den Pitching-Moment-Koeffizienten ( C) messen. M) und Gähnmomentkoeffizient (CN) des Modellflugzeugs mit und ohne Schwanz und bewerten die Auswirkungen des Schwanzes auf die aerodynamische Effizienz, Längsstabilität und Richtungsstabilität.

In dieser Demonstration werden die aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeugs sowie die Flugleistung und Stabilität mit der aerodynamischen Kraftbilanzmessungsmethode analysiert. Diese Methode ist weit verbreitet in der Luft- und Raumfahrtindustrie und Forschungslabors für die Flugzeug- und Raketenentwicklung. Hier wird ein Modell DC-6B Flugzeug unter verschiedenen Strömungsbedingungen und Konfigurationen analysiert, und sein Verhalten wird analysiert, wenn es plötzlichen Änderungen ausgesetzt ist.

Verfahren

Die DC-6B Modelleinrichtung auf der aerodynamischen Kraftbalance wird unten angezeigt.


Abbildung 1. Montiertes DC-6B Modell. A) DC-6B Modell im Low-Speed-Windkanal-Testabschnitt mit externer aerodynamischer Waage. B) DC-6B Modell auf der Waage durch drei Gelenkpunkte montiert. Es gibt auch einen Gähnwinkel-Steuermotor, Pitch-Control-Motor und eine elektronische Ebene, um den Steigungswinkel zu kalibrieren.

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Ergebnisse

In dieser Demonstration wurden die Leistungs- und Stabilitätseigenschaften eines DC-6B-Modells in zwei Konfigurationen gemessen. In einer Konfiguration wurde ein herkömmlicher Flugzeugschwanz am Modell befestigt (Tail-on), und in der zweiten Konfiguration wurde der Schwanz entfernt und durch einen Kegel (Schwanzabschwanz) ersetzt. Für jede Konfiguration wurde die Variation des Hub- und Luftwiderstandskoeffizienten mit dem Angriffswinkel ermittelt (Abbildung 3). Die Variation des Tonhö...

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Anwendung und Zusammenfassung

Die Prüfung eines Kleinmodells mit einer aerodynamischen Balance in einem Windkanal ermöglicht die Bestimmung der wichtigsten aerodynamischen Eigenschaften eines Flugzeugs. Ein 6-Komponenten-Gleichgewicht misst drei Kraftkomponenten, Hub-, Ziehen und Seitliche Kräfte sowie drei Momentkomponenten, Pitch-, Gähn- und Rollmomente.

Wenn die dynamische Ähnlichkeit zwischen dem Full-Scale-Objekt und dem Modell erreicht wird, z. B. die Reynolds-Zahl bei inkompressiblen stetigen Strömungen gleich...

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Concepts

3:56

Calibration of Setup

8:26

Force Measurements at a Non-zero Windspeed

10:10

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