The pilot project of new light civil turboprop aircraft, called the KhAI-90, featuring a cruising speed of 350km/h, payload of 600 kg at 500 km range, and equipped with two turboprop Rolls-Royce 250-B17F engines each with power of 420 hp (alternatively, two AI-450C engines each with power of 450 hp may be installed) is presented herein. Based on the developed technical task, the concept for creating the KhAI-90 new competitive light civil aircraft, and the analysis of prototypes’ aircraft parameters and characteristics, the main tactical and technical requirements are assigned. The take-off weight of the new aircraft is determined in three approximations at the preliminary design stage of light civil turboprop aircraft, using the iterative software “CLA-TOW”, studying the influence of the wing geometric parameters and lift devices on aerodynamic performance, the power-to-weight ratio and the airplane weight parameters. The following parameters are calculated for the design: minimum takeoff weight WTO min = 3,600 kg, optimal wing loading p0 opt = 130 daN/m2 , optimal aspect ratio 9.6, taper ratio 2.25, sweep angle at leading edge 3 degrees, airfoil relative thickness 10.6%. A general view and three-dimensional parametric models of the master-geometry and passenger cabin space distribution are constructed for the KhAI-90 by means of the SIEMENS NX computer integrated system. More broadly, this pilot project has also demonstrated the viability of the method we developed and previously reported for determining light civil turboprop airplane parameters.
PL
Przedstawiono projekt pilotażowy nowego lekkiego cywilnego samolotu turbośmigłowego o nazwie KhAI-90, charakteryzującego się prędkością przelotową 350 km/h i ładownością 600 przy zasięgu 500 km, wyposażonego w dwa silniki turbośmigłowe Rolls-Royce 250-B17F, każdy o mocy 420 KM (alternatywnie w dwa silniki AI-450C, każdy o mocy 450 KM). Na podstawie ustalonego zadania technicznego, koncepcji stworzenia nowego wyczynowego lekkiego samolotu cywilnego KhAI-90 oraz analizy parametrów i charakterystyk prototypów samolotu określono główne wymagania taktyczno-techniczne. Masa startowa nowego samolotu określono w trzech przybliżeniach na etapie wstępnego projektowania lekkiego samolotu przy użyciu iteracyjnego oprogramowania „CLA-TOW” (analizując wpływ parametrów geometrycznych skrzydła i urządzeń nośnych na osiągi aerodynamiczne, stosunek mocy do masy i parametry masy samolotu). Obliczono następujące parametry projektu: minimalna masa startowa WTO min = 3600 kg, optymalne obciążenie skrzydła p0 opt = 130 daN/m2, optymalny współczynnik kształtu 9,6, współczynnik zbieżności 2,25, kąt natarcia na krawędzi natarcia 3 stopnie, grubość względna profilu 10,6%. Przedstawiono ogólny widok oraz trójwymiarowe modele parametryczne geometrii głównej i rozkładu przestrzeni kabiny pasażerskiej wygenerowane dla KhAI-90 za pomocą zintegrowanego systemu komputerowego SIEMENS NX. Niniejszy projekt pilotażowy wykazał również przydatność wcześniej opracowanej przez autorów metody określania parametrów lekkich cywilnych samolotów turbośmigłowych.
W niniejszym artykule skupiono się na zbadaniu wpływu zamontowanego silnika na obciążenia statków powietrznych klasy General Aviation. Do analizy porównawczej wybrano samoloty różniące się jedynie typem zabudowanego zespołu napędowego, z których pierwszy jest certyfikowanym samolotem tłokowym, traktowanym jako obiekt odniesienia, natomiast drugi jest jego wersją rozwojową, wyposażoną w silnik turbośmigłowy. Dla każdego z płatowców rozważono łącznie ponad tysiąc przypadków obliczeniowych zgodnych z wymaganiami przepisów budowy samolotów lekkich. Założonym celem było zapewnienie, aby ekstremalne obciążenia konstrukcji turbośmigłowej zawierały się w obwiedni krytycznych przypadków obciążeń płatowca z napędem typu bokser, a w przypadku przekroczenia referencyjnego poziomu dopuszczalnych sił i momentów sił. zaproponowanie stosownych ograniczeń eksploatacyjnych. Wymóg ten podyktowany był celami i ograniczeniami projektu, w ramach którego zrealizowana została modernizacja konstrukcyjna wybranego statku powietrznego. Stąd. ustanowiono, że w zadanym reżimie czasowym i budżetowym samolot z nową jednostką napędową musi spehiić przepisy budowy lekkich samolotów i uzyskać dopuszczenie do lotu bez konieczności przeprowadzenia szeregu prób jako dowodu zgodności z wymaganiami przyjętej bazy certyfikacyjnej. Syntezę pracy stanowi ocena uzyskanych rezultatów i sformułowanie wniosków dotyczących skutków zamiany silnika tłokowego na turbinowy na lekkim samolocie celem poprawy jego osiągów i własności lotnych przy zachowaniu obciążeń.
EN
This paper focuses on examining the effects of the mounted engine type on General Aviation airplane loads. For comparative analysis two airplanes, different from each other only by the type of power unit, were selected. The first is certified piston engine powered airplane, treated as the reference object, whereas the other one is its turbopropeller version. For each of them, more than a thousand computational cases were considered to prove fulfilment of all the airworthiness requirements for light airplanes. The assumed goal was to ensure that extreme structural loads of turboprop airplane are contained within the envelope of critical loads of airplane powered by boxer engine, or to propose appropriate operational limitations in the case forces and torques exceed the permissible reference level. This requirement was dictated by the objectives and constraints of the project, under which modernization of the airplane nose section was realized. Hence, it was assumed that, within available time and budget, the airplane with a different type of engine have to meet the light aircraft regulations and gam permission to fly without the need to perform a number of experimental tests as a proof of compliance with the certification specifications. Summary of the work is the evaluation of the results and formulating conclusions of the effect of changing from piston engine to turbine engine in light airplane in order to improve in-flight performance and properties while keeping structural loads at the same level.
The need for the increase of speed, range and the useful load of general air transport is presently more actual than ever. In direct conjunction with these factors is the aircraft fuel efficiency. Determination of the fuel quantities used up in aircraft motions both in the air and on the ground has very essential meaning in the analysis of economics of the air transport. Reducing the amount of fuel consumed involves knowing the effect of alternate profiles and procedures on fuel consumption or fuel flow for the various aircraft types operating in the system. The aviation community is striving to provide more fuel efficient operations in the system. Critical to many of the efforts is the ability to estimate fuel consumption. A methodology of SFC (specific fuel consumption) valuation relating to aircraft performance and actual flight profile is the main goal of the work. Aircraft fuel consumption model consist of two submodels. The first is the aircraft computational model, with several submodels: geometrical, aerodynamic, mass, power unit. The second is utilization model, namely transport operation model. The calculations were done for few different categories airplanes. Final results and recommendations based on the analysis of fuel consumption and transportation energy effectiveness are presented in conclusions.
PL
Potrzeba zwiększania szybkości, zasięgu i ładunku użytecznego transportu lotniczego jest obecnie bardziej aktualna niż kiedykolwiek. Wiąże się z tym sprawność wykorzystania paliwa. Określenie ilości paliwa zużywanego przez samolot poruszający się zarówno w powietrzu jak i na ziemi ma bardzo istotne znaczenie w analizie ekonomiki transportu. Minimalizacja ilości zużytego paliwa wymaga przeprowadzenia analizy wpływu profilu i procedur wykonywania lotów na wymaganą ilość paliwa w zależności od typu samolotu funkcjonującego w systemie transportowym. Firmy lotnicze dążą do wykonywania zadań z maksymalną efektywnością z punktu widzenia zużycia paliwa. Dla wielu z nich najważniejszym zadaniem jest, więc możliwość wiarygodnego oszacowania zużycia paliwa. Głównym celem pracy było opracowanie metody wyznaczania zużycia paliwa w zależności od rodzaju samolotu i profilu lotu. Aby zrealizować ten cel opracowany został odpowiedni model matematyczny składający się z dwóch pod-modeli. Pierwszy z nich to kompleksowy model obliczeniowy samolotu, drugi zaś, model użytkowania. Z wykorzystaniem tych dwóch modeli wyznaczone zostały wskaźniki oceny efektywności samolotów różnych kategorii wykonujących typowe zadania transportowe. Na podstawie analizy porównawczej wyników, sformułowane zostały wnioski dotyczące optymalnych zakresów użytkowania samolotów z różnymi rodzajami napędu oraz optymalnych profilów przelotowych.
The paper presents results of survey of European airports and civilian landing fields. The most important features, such as location, airport category technical characteristics of the runway, and equipment were collected in a database form. Moreover, a broad demographic analysis has been performed, the objectives of which included the determination of the number of population living in the immediate vicinity of airports of various categories. Catchment areas for airports of various categories have also been specified. Based on the analysis of the results, the suitability of airports for use within air transport system operated with light transport aircraft has been evaluated.
The need to increase speed, range and operational load in air transport is currently more topical than ever and is related to the efficiency of fuel use. Minimisation of costs and fuel consumption is connected with the necessity to analyse the influence of profile and procedures of flights depending on the type of aircraft functioning in the transport system. The main objective of the paper was to develop a method of determining costs and fuel consumption depending on the aircraft type and the profile of transport tasks fulfilled, and then to carry out comparative calculations for various types of aircraft designed for local transport. Based on the comparative analysis of results, conclusions have been formulated concerning the optimum ranges of using aircraft with various types of propulsion and optimum flight profiles.
In the paper are presented the results of experimental investigations of lubricity and sorptive properties of selected engine oils. The lubricity properties of oils were tested according to standard method ASTM D2596-69, ASTM D2270-77, and PN-76/C-04147(Polish Standard) on the Four-Ball Test Machine. Sorptive properties of oils were evaluated indirect method, i.e. By means of differential scanning calorimeter DSC141. Two research aims has been realized in this paper. The first aim depended on check the usability of differential scanning calorimetry for indirect assessment of sorptive properties (adsorption) of oils on true material of tribological joint of Four-Ball Test Machines, which was used the next for assessment of lubricity properties of the oils. The second aim depended on conformation of interdependence: have better sorptive properties of oils - have better its lubricating ability. In effect it is showed the thermal measurements for oil-metal system, with the aid of differential scanning calorimeter DSC141, on Four-Ball Test Machines. The worse were lubricity properties of oil (smaller quantity of lubricity additive) the weaker was interaction in metal-oil system and this stand for worse sorptive effects.
PL
W pracy przedstawiono rezultaty eksperymentalnych, porównawczych badań właściwości smarnościowych i właściwości sorpcyjnych wybranych olejów silnikowych. Właściwości smarnościowe olejów oceniano znormalizowaną metodą według PN-76/C-04147 oraz ASTM D2596-69 i ASTM D2270-77 na aparacie czterokulowym. Właściwości sorpcyjne olejów oceniono metodą pośrednią, tzn. Za pomocą różnicowego kalorymetru skaningowego DSC141. Zostały zrealizowane dwa cele tej pracy. Pierwszy cel polegał na sprawdzeniu przydatności różnicowej kalorymetrii skaningowej do oceny właściwości sorpcyjnych olejów silnikowych. Drugi polegał na potwierdzeniu zależności: lepsze właściwości sorpcyjne oleju - lepsza jego smarność. W efekcie sorpcja jest przedstawiana dla pomiarów olej - metal za pomocą różnicowego kalorymetru scanningowego i na aparacie 4 - kulowym. Gorsze były właściwości smarnościowe oleju (mniejsza ilość dodatków smarnościowych), słabsza była reakcja metal-olej i to oznacza gorsze właściwości sorpcyjne.
The choice ofparameters of designed airplane should take place according to rational rules, allows to evaluate of project-variants. In spite of the evidence of this ascertainment, both the theory and the designing practice concentrates on the methods of seeking of solutions, and the problem of valuing is maximized simplified, and sometimes outright vulgarized. During that time, it is criteria and limitations determine the form of unknotting, and in the effect about the commercial success of all undertaking. The schema of the general designing of the airplane permits to restore approximate conditions for the real work of the airplane. Obtained results substantially are relative to "depths" of the modelling of the airplane characteristic (accuracy of partial models), the end result is a compromise. Authors worked out the software for different types of airplanes obtaining probable results of calculations. The main elements of the definition of the projects task, the full and reduced morphological board, the partial model, the mathematical model of the airplane are illustrated in the paper.
PL
Wybór parametrów projektowanego samolotu powinien odbywać się według racjonalnych zasad, pozwalających wartościować warianty projektowe. Mimo oczywistości tego stwierdzenia, teoria i praktyka projektowania koncentruje się na technikach szukania rozwiązań, zaś problem wartościowania jest maksymalnie upraszczany, a czasem wręcz trywializowany. Tymczasem, to kryteria i ograniczenia stanowią o postaci rozwiązania, a w efekcie o sukcesie handlowym całego przedsięwzięcia. Schemat ogólnego projektowania samolotu pozwala odtworzyć warunki zbliżone do rzeczywistego funkcjonowania samolotu, Uzyskane wyniki w dużym stopniu zależą od "głębokości" modelowania właściwości samolotu (precyzji modeli cząstkowych), rezultat końcowy jest wynikiem kompromisu. Autorzy opracowali oprogramowanie dla różnych typów samolotów uzyskując prawdopodobne wyniki obliczeń. Główne elementy definicji zadania projektowego, pełna i zredukowana tablica morfologiczna, model cząstkowy oraz model matematyczny samolotu są zilustrowane w artykule.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.