Strukturalny model dyskretny samolotu bezzałogowego i jego zastosowanie w rozwiązywaniu wybranych zagadnień aerosprężystości

• Autorzy: Goraj Z. , Olejnik A. , Rogólski R.

Warianty tytułu

EN

UAV structural discrete model and its application in solving some aeroelastic problems

• Konferencja: XV Międzynarodowa Szkoła Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji, Jurata, 09-13 maja 2011 r.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca jest poświęcona wybranym aspektom projektowania bezzałogowego samolotu klasy Medium Range (MR) PW-141 SAMONIT, którego demonstrator technologii powstał w latach 2007-2010 w Politechnice Warszawskiej w ramach projektu badawczego rozwojowego finansowanego przez MNiSW (R10/010/02). Projekt rozwijano m.in. z udziałem ITL WAT. Przedstawiono dyskretny model strukturalny płatowca do analiz MES. Wirtualny model konstrukcji cienkościennej zbudowano, wykorzystując preprocesor Patran w oparciu o model geometryczny zaadaptowany z systemu CAD. Na potrzeby modelu opracowano zestaw wirtualnych złożeń materiałowych symulujących kompozytowe własności konstrukcji. Wykonano analizę stacjonarnych obciążeń aerodynamicznych obejmującą wyznaczenie obwiedni obciążeń w locie oraz ich rozkład na płatowcu. W tym drugim przypadku wykorzystano program VORLAX, bazujący na metodzie siatki wirowej dla opływów poddźwiękowych. Dla ekstremalnych przypadków obciążenia wykonano modelowe analizy statyczne w programie MD Nastran. Wyniki przedstawiono w formie warstwicowych rozkładów przemieszczeń i naprężeń. Przeprowadzono również wstępne obliczenia dynamiczne struktury obejmujące analizę drgań własnych i flatteru (metoda siatki dipoli), przy czym uwzględniono jedynie symetryczne postacie ruchu.

EN

The work is devoted to the MR-class UAV PW-141 SAMONIT, which was prototyped in WUT in years 2007-20010 in the framework of R&D project under the Polish Ministry of Science and Higher Education (R10/010/02), with participation of MUT. In the paper the structural discrete model for FE aeroelastic analysis was presented. The numerical thin-walled discrete model of the aeroplane was developed in MSC Patran on the base of surface geometric model imported from the CAD system. The set of virtual material models were prepared which was used to simulate structural properties of composite airframe. The flight loads analysis was performed, that means flight envelope and stationary load distribution. Airload calculations were carried out using VORLAX programme, based on Vortex Lattice Method for subsonic airflow. For some extreme external load cases of the envelope the load distribution was determined and the series of numerical static calculations were performed using MD Nastran. The results were presented in form of the stress and displacement distribution maps. The preliminary dynamic structural calculations were carried out too, including normal modes and flutter analysis (Doublet Lattice Method), but the symmetrical movement was only investigated – also using MD Nastran.

Słowa kluczowe

PL

model strukturalny; model dyskretny; samolot bezzałogowy

EN

structural model; discrete model; unmanned aeroplane

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 84, nr 7(CD)
• Strony: 527--544
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tabl.

Twórcy

autor

Goraj Z.

autor

Olejnik A.

autor

Rogólski R.

• Wojskowa Akademia Techniczna

Bibliografia

• [1] European Aviation Safety Agency Certification Specifications for Very Light Aeroplanes CS-VLA.
• [2] German J.: Podstawy mechaniki kompozytów włóknistych, Politechnika Krakowska, Kraków 1996.
• [3] Miranda L.R., Elliott R.D., Baker W.M.: A Generalized Vortex Lattice Method for Subsonic and Supersonic Flow Applications, NASA Contractor Report 286.
• [4] Ochelski S.: Metody doświadczalne mechaniki kompozytów konstrukcyjnych, WNT, Warszawa 2004.
• [5] Rakowski G., Kacprzyk Z.: Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1993.
• [6] Reymond M., Miller M.: MSC/NASTRAN Quick Reference Guide version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, CA 1994.
• [7] Rodden W.P., Johnson E.H.: MSC.Nastran V68 Aeroelastic Analysis User’s Guide, Vol. 1, 2, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, CA 2001.