Sensibilidade da estabilidade da aeronave em relação à localização do CG

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Sensibilidade da estabilidade da aeronave em relação à localização do CG

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Estou trabalhando no projeto de uma aeronave (2 m de comprimento, envergadura = 3 m). A plataforma é longitudinalmente estável, mas é muito sensível à variação na localização do CG. Por exemplo, 1) CG_location = 100 mm da asa LE, a margem estática é de cerca de 15% do MAC. 2) CG_location = 105 mm da asa LE, a margem estática é de cerca de 8% do MAC. 3) CG_location = 110 mm da asa LE, a margem estática é de cerca de -1% do MAC. (Instável: a inclinação da curva Cm vs Alpha se torna positiva)

Portanto, efetivamente ao fabricar a aeronave ou ao diminuir a carga útil, o CG da minha aeronave não deve variar mais do que o 1 cm, caso contrário, ela se tornará completamente instável. Levando em conta quaisquer erros de fabricação, o CG da plataforma pode não ser exatamente o esperado e, portanto, ter uma margem tão pequena cria problemas.

Como devo lidar com esse problema? Posso ter alguma sugestão de como diminuir a sensibilidade da estabilidade longitudinal ao local do CG? Desde já, obrigado.

cg aerodinâmica projeto de aeronave estabilidade

por CuthillMckee 29.05.2019 / 15:06

3 respostas

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Parece que tem uma cauda horizontal, então você basicamente precisa aumentar o volume da cauda, o que permitirá avançar o limite de CG para frente, permitindo que você mova o CG mediano para frente e expandindo a faixa geral. Então apenas faça a cauda horizontal um pouco maior.

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Uma imagem do design seria útil e também uma ressalva sobre a legalidade de "largar algo de um avião".

Agora, além do que John K sugeriu, uma solução rápida seria estender a fuselagem um metro inteiro à ré e à frente também. Isso aumenta o torque da sua cauda (eu também a aumentaria). Isso não apenas oferece uma faixa CG mais ampla, como também diminui o movimento de inclinação, tornando o avião mais controlável. Particularmente, se o alcance extremo não for absolutamente necessário, vá em frente. Diminuir a proporção das asas (ampliando-as) também ajudará.

Como ponto de interesse, muitas pessoas estão voando em rotores quádruplos por esses dias com possíveis planos para a entrega de pacotes. Como um helicóptero Chinook em miniatura, eles podem tolerar uma gama muito ampla de CG dianteiro e traseiro simplesmente ajustando a potência dos rotores.

Mas para uma aeronave, olhe para a asa, a fuselagem, a cauda ou tudo. Qualquer carga útil, assim como transportadoras de carga reais, precisa ser centrada no CG o máximo possível. Um piso de carga ajustável em movimento ou deslizante pode ajudar seu projeto.

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Usando seus números, parece que o seu MAC é sobre 71.4mm e NP é sobre 110.7mm depois da LE. Isso significa que uma mudança de 1cm no CG é equivalente a 14% MAC, o que soa correto. Ou seja, a estabilidade longitudinal não é sensível para a localização do CG.

Para um drone pequeno como esse, lembre-se de que o CG não é tão sensível à fabricação quanto você imagina, a menos que você tenha uma excelente carga útil em relação ao peso. Se for esse o caso, você pode aumentar o volume da cauda, como outros sugeriram para mudar o NP para trás (aumentando assim a margem estática).