Tiltrotor modelling for simulation in various flight conditions

• Autorzy: Miller M. , Narkiewicz J.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie tiltrotora dla symulacji w różnych stanach lotu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A computer model of a tilt-rotor has been developed for calculating performance, simulating flight and investigating stability and control. The model is composed of a fuselage, wings, an empennage, engine nacelles and rotors. Tiltrotor equations of motion have been obtained by summing up inertia, gravity and aerodynamic loads acting on each part of the aircraft. Aerodynamic loads at wings, empennage and rotor blades have been calculated using a quasisteady model. For rotor induced velocity, the Glauert model has been used. The influence of the rotor inflow wing and empennage aerodynamic loads has been found using the actual value of induced velocity. The computer program of tilt-rotor model has been developed in the MatLab environment. The sub-programs for load calculation have been supplemented by modules for calculation of trim states and stability and control matrices. During the first stage of model investigation, steady flight conditions were calculated, which gave insight into rotorcraft behaviour and model quality.

PL

Opracowano symulacyjny model statku powietrznego typu tiltrotor przeznaczony do symulacji lotu oraz analizy osiągów, stabilności i sterowania. Model wiropłata złożony jest z kadłuba, usterzenia ogonowego, gondoli silnikowych i wirników. Równania ruchu zostały uzyskane przez sumowanie obciążeń od sił bezwładności, grawitacyjnych i aerodynamicznych działających na każdy element statku powietrznego. Obciążenia aerodynamiczne skrzydeł, stateczników i łopat wirników zostały obliczone z zastosowaniem quasistacjonarnego modelu opływu. Do wyznaczania prędkości indukowanej wirników zastosowano model Glauerta. Wpływ strumienia zawirnikowego na skrzydła i stateczniki jest obliczany z wykorzystaniem aktualnej wartości prędkości indukowanej wirników. Program do modelowania wiropłata został opracowany w środowisku MatLab. Program zbudowany jest z modułów obliczeń obciążeń poszczególnych elementów wiropłata, które wykorzystywane są również do wyznaczania warunków lotu ustalonego, stateczności i sterowności. Podczas pierwszego etapu badań wyznaczono warunki ustalonego lotu tiltrotora w różnych konfiguracjach, co pozwoliło zbadać zachowanie i potwierdzić poprawność modelu

Słowa kluczowe

EN

tiltrotor; rotorcraft; flight control; simulation

PL

symulacje; kontrola lotów; tiltrotor; modele statków powietrznych

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 44 nr 4
• Strony: 881--906
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Miller M.

autor

Narkiewicz J.

• Institute of Aviation, Warsaw,

Bibliografia

• 1. Cicale M., 2003, ERICA: the European tiltrotor design and critical technology projects, 29th European Rotorcraft Forum, Friedrichshafen, Germany
• 2. McVeigh M.A., Nagib H., Wood T., Kiedaisch J., Stalker A., Wygnanski I., 2004, Model and full scale tiltrotor download reduction tests using active flow control, 60th Annual Forum, 1, Baltimore, MD
• 3. McVicar J.S.G., Bradley R., 1992, A generic tilt-rotor simulation model with parallel implementation and partial periodic trim algorithm, 18th European Rotorcraft Forum, Avignon, France
• 4. Miller M., 2004, The Control of Tiltrotor in Chosen Flight Stages, Ph.D. Thesis, Warsaw, Poland
• 5. Miller M., Narkiewicz J., 2001, Control of tiltrotor aircraft, 4th National Rotorcraft Forum, Warsaw, Poland
• 6. Miller M., Narkiewicz J., 2003, Simulation of tiltrotor motion, 29th European Rotorcraft Forum, Friedrichshafen, Germany
• 7. Nixon M.W. et al., 2003, Aeroelastic stability of a four-bladed semi-articulated soft-in-plane tiltrotor model, 59 AHS Forum, 110, Phoenix, AZ, USA
• 8. Polak D.R., George A.R., 1998, Flowfield and acoustic measurements from a model tiltrotor in hover, Journal of Aircraft, 35, 6, 921-929
• 9. Srinivas V., Chopra I., 1996, Validation of a comprehensive aeroelastic analysis for tiltrotor aircraft, AHS 52nd Annual Forum, Washington, D.C., USA
• 10. Swertfager T.A., Martin S. Jr., 1992, The V-22 for SOF, 48th American Helicopter Society Annual Forum, Washington, D.C.
• 11. V-22 Osprey Technical Specifications, http://www.boeing.com/rotorcraft/military/v22/v22spec.htm
• 12. Weakley J.M., Kleinhesselink K.M., Mason D.H., Mitchell D.G., 2003, Simulation evaluation of V-22 degraded-mode flying qualities, 59 AHS Forum, 135, Phoenix, AZ, USA