Analiza charakterystyk aerodynamicznych samolotów klasy uav z wykorzystaniem programu tornado

• Autorzy: Lichoń D.

Warianty tytułu

EN

Analysis of aerodynamic characteristics of UAV aircraft with the use of Tornado software

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono obliczenia charakterystyk aerodynamicznych lekkich samolotów kategorii bezzałogowy statek powietrzny (BSP, ang. UAV - Unmanned Aerial Vehicle). Wykorzystaną metodą obliczeń jest metoda panelowa (ang. VLM – Vortex Lattice Method) wraz z jej praktyczną realizacją w programie Tornado. Jako podstawę weryfikacji poprawności obliczeń przyjęto wyniki tunelowych badań eksperymentalnych wybranych samolotów. Metoda panelowa, obok metody CFD (ang. Computational Fluid Dynamics), jest jedną z metod wykorzystywanych w lotnictwie, w numerycznych obliczeniach przepływów. Cechą charakterystyczną metody panelowej jest rozwiązywanie przepływów potencjalnych. Ogranicza to jej zastosowanie do użytkowego zakresu kątów natarcia skrzydła samolotu, bez możliwości modelowania i analizy oderwania strug powietrza. Do zalet wymienionej metody zaliczamy szybkość wykonywanych obliczeń oraz stosunkowo łatwą do opanowania teorię i implementację numeryczną. Program Tornado jest dopracowanym, dostępnym bezpłatnie narzędziem dedykowanym do obliczeń charakterystyk aerodynamicznych samolotów metodą panelową. Dzięki implementacji w środowisku MatLab, dostęp do kodu źródłowego w postaci plików *.m jest bezpośredni. Cechy te czynią go potencjalnie użytecznym w projektowaniu lekkich samolotów bezzałogowych. Samoloty tej klasy są często konstrukcjami, powstającymi w warunkach ograniczonego zaplecza badawczego i finansowego. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie możliwości obliczeniowych programu Tornado, jego ograniczeń, napotkanych problemów i doświadczeń w modelowaniu lekkich samolotów bezzałogowych.

EN

The paper contains analysis of aerodynamic characteristics of UAV with the use of Tornado software. The aim of work is to investigate the usefulness the software in the design of UAV aircraft. The calculated aerodynamic characteristics of selected models were compared with available aerodynamic experimental data. The publication presents also range of calculated aerodynamic data and experiences in aircraft geometry modeling which allows to avoid errors in numerical calculations.

Słowa kluczowe

PL

BSP; bezzałogowy statek powietrzny; metoda panelowa; metoda CFD; program Tornado

EN

unmanned aerial vehicles; UAV; vortex lattice method; VLM; computational fluid dynamics; CFD; Tornado software

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 12
• Strony: 1133--1138
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., rys., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Lichoń D.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Bibliografia

• 1. Melin T., A Vortex Lattice MATLAB Implementation for Linear Aerodynamic Wing Applications, Royal Institute of Technology (KTH), Department of aeronautics, Sweden, 2000.
• 2. Melin T., User’s guide and reference manual for Tornado, Royal Institute of Technology (KTH), Department of aeronautics, Sweden, 2000.
• 3. Pátek Z., Smrcek L., Aerodynamic characteristics of multisurface aircraft configurations, VZLU, Aeronautical Research and Test Institute in Prague, Czech Republic, 1999.
• 4. Strzelczyk P., Aerodynamika Małych Prędkości, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 2003.
• 5. Strona internetowa: http://tornado.redhammer.se/
• 6. Ambroziak L., Gosiewski Z., Kondratiuk M., Identyfikacja charakterystyk aerodynamicznych mikrosamolotu, Prace Instytutu Lotnictwa, Nr. 216, Warszawa, 2011.
• 7. Mystkowski A., Ostapkowicz P., Weryfikacja modelu dynamicznego mikro-samolotu z wibrującymi generatorami wirów do sterowania przepływem, Prace Instytutu Lotnictwa, Nr. 216, Warszawa, 2011.
• 8. Lichoń D., Mikołajczyk A., Kiszkowiak Ł., Łącki T., Identification of UAV static aerodynamic characteristics in water tunel balance research, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej – Mechanika, z. 88 (2/16), Rzeszów, 2016.
• 9. Weierman J., Jacob J.D., Winglet Design and Optimisation for UAVs, 28th AIAA Applied Aerodynamics Conference, AIAA 2010-4224, USA, 2010.
• 10. Ajaj R.M., Friswell M.I., Dettmer W.G., Allergi G., Iskveren A.T., Performance and Control Optimisations of a UAV Using the Adaptive Torsion Wing Concept, ICAST2011 conference, Greece, 2011.
• 11. Trips D., Aerodynamic Design and Optimisation of a Long Range Mini-UAV, Delft University of Technology, Holland, 2010.
• 12. Plotkin A., Katz J., Low-speed Aerodynamics From Wing Theory to Panel Methods, McGraw-Hill Series in Aeronautical and Aerospace Engineering, 1991.