主要内容

估算飞行数据的重力

这个例子展示了如何在飞行过程中加载飞行数据和估算重力。

加载记录的飞行数据进行分析

记录的数据包含以下飞行参数:

  • 迎角(α),以弧度为单位,

  • 弧度角度(β)在弧度,

  • 指示空速(IAS),单位为节,

  • 身体角速率(ω),以弧度/秒为单位,

  • 以英尺为单位的下范围和交叉范围位置,以及

  • 高度(alt)单位为英尺。

装载('astflight.mat');

从加载数据中提取飞行参数

从记录数据的攻击角度(alpha),sideLip角度(beta),身体角度率(ω)和高度(ALT)创建MATLAB®变量。这Concumangvel.功能用于将身体角度率从每秒弧度(RAD / S)转换为每秒(DEG / S)的度数。

alpha = fltdata(:,2);beta = fltdata(:,3);Omega = Compangvel(Fltdata(:,5:7),“rad/s”,“度/秒”);alt = fltdata(:,10);

根据指示空速计算真实空速

在这组飞行数据中,记录了指示空速(IAS)。指示空速(IAS)显示在驾驶舱仪表中。为了进行计算,通常使用真实空速(TAS),即无测量误差的空速。

通过用于确定空速的皮托静态空速指示器引入测量误差。这些测量误差包括密度误差,压缩性误差校准误差.将这些误差应用于真正的空速导致指示的空速。

  • 密度误差由于高度处的空气密度较低而发生。其结果是,在较高高度处,空速指示器的读数低于真实空速。当将海拔处的空气密度与海平面标准日的空气密度之差或误差应用于真实空速时,将产生等效空速(EAS).等效空速是指根据影响空速指示器的大气密度变化修改的真实空速。

  • 压缩性误差发生,因为空气具有有限的抵抗压缩能力。这种能力减少了海拔高度的增加,速度的增加或限制量。在空速指示器内,有一定数量的捕获空气。在高海拔和更高的空速时飞行时,校准的空速(CAS)总是高于等同的空速。校准的空速是等效的空速改性,具有影响空速指示器的空气的可压缩性效果。

  • 校准误差特定于给定的飞机设计。校准误差是静态通风口的位置和放置的结果,以保持等于空速指示器内部的大气压的压力。静态通风口以及飞机的攻击角度的位置和放置将确定空速指示器内部的压力,从而确定空速指示器的校准误差量。校准表通常在试点操作手册(POH)或其他飞机规格中给出。使用该校准表,通过通过修改空速指示器的校准误差来确定指示的空速(IAS)通过校准空速确定。

以下数据为零襟翼偏转飞机空速指示器的空速校准表。空速校准表通过消除校准误差将指示空速(IAS)转换为校准空速(CAS)。

FLAPS0IAS = 40:10:140;flaps0cas = [43 51 59 68 77 87 98 108 118 129 140];

飞行和空速校准表中的指示空速(IAS)用于确定飞行的校准空速(CAS)。

CAS=interp1(flaps0IAS,flaps0CAS,fltdata(:,4));

大气特性、温度(T)、声速(a)、压力(P)和密度(rho)在标准日的海拔高度下使用Atmoscoesa.作用

[T,a,P,rho]=大气温度(alt);

一旦确定了标定空速(CAS)和大气特性,就可以使用修正空速作用

vt =正确的速率(Cas,a,p,“CAS”,“助教”);

导入飞机的数字DATCOM数据

使用datcomimport.功能将数字DATCOM数据带入MATLAB。这种空气动力学信息的单位是脚和程度。

data = datcomimport(“起飞,起飞”,对,0);

它可以在数字DATCOM输出文件中看到,并检查输入的数据

$$C{Y\beta},$$
;$$C{n\beta},$$和#xA;$$C{lq},$$和
;$$C_{mq}$$

仅在第一个alpha值中包含数据。默认情况下,缺少的数据点设置为99999。缺少的数据点用第一个alpha值填充,因为这些数据点用于所有alpha值。

aerotab={“cyb”“cnb”'clq'“cmq”};对于k=1:长度(aerotab)对于m=1:data{1}.nmach对于h=1:data{1}.nalt data{1}.(aerotab{k})(:,m,h)=data{1}.(aerotab{k})(1,m,h);结尾结尾结尾

飞行条件下的插值稳定性和动态导数

数字DATCOM结构中的稳定性和动态导数是三维表格,是马赫数、攻角(度)和高度(英尺)的函数。为了执行三维线性插值(interp3.),派生表的索引要求是单调的和格子的。此形式的索引由meshgrid.作用

[mnum,alp,h]=meshgrid(数据{1}.mach,数据{1}.alpha,数据{1}.alt);

由于导数的角度单位以度为单位,因此迎角单位(alpha)由函数从度的弧度转换而来康旺.

alphadeg = concang(阿尔法,'rad',“度”);

飞行的马赫数由该函数计算马赫数使用声速(a)和空速(Vt)。

马赫数=马赫数(convel([Vt零点(尺寸(Vt,1),2)],“kts”,“m/s”),a);

通过飞行条件循环,允许interp3.用于线性插值导数表,以查找这些飞行条件下的静态和动态导数。

对于K =长度(ALT): -  1:1 CD(k,:)= Interp3(Mnum,Alp,H,数据{1} .cd,mach(k),alphadeg(k),alt(k),“线性”);Cyb(k,:)= Interp3(Mnum,Alp,H,数据{1} .cyb,mach(k),alphadeg(k),alt(k),“线性”);CL(k,:)= Interp3(Mnum,Alp,H,数据{1} .cl,mach(k),alphadeg(k),alt(k),“线性”)cyp(k,:)=interp3(mnum,alp,h,data{1}.cyp,Mach(k),alphadeg(k),alt(k),“线性”);Clad(k,:)= Interp3(Mnum,Alp,H,Data {1} .clad,Mach(k),alphadeg(k),Alt(k),“线性”);结尾

计算空气动力系数

一旦找到衍生物的飞行条件,可以计算出气动系数。

从数字DATCOM结构中提取空气动力学系数计算中使用的参考长度和区域。

cbar = data {1} .cbar;sref = data {1} .sref;BREF = DATA {1} .BLREF;

导数的角度单位以度为单位,因此侧滑角(β)的单位由函数从度的弧度转换而来康旺.

betadeg=convang(β,'rad',“度”);

为了计算气动系数,需要在稳定轴上给出物体角速率(ω),就像导数一样DCMBODY2风当侧滑角(β)设置为零时,生成车身轴到稳定轴(Tsb)的方向余弦矩阵。

Tsb=DCMBODY2风(α,零(α尺寸));

攻角变化率(alpha_点)也需要在稳定轴(omega_刺)中找到角速率差异在alpha中使用数据采样时间(0.50秒),以近似攻角(alpha_dot)的变化率。

alpha_dot=diff(alphadeg/0.50);

保持alpha_dot的最后一个值,以保持alpha_dot的长度与此计算中的其他阵列一致。这是必要的,因为差异函数返回一个值,该数组是输入的一个值

alpha_dot = [alpha_dot;alpha_dot(结束)];

稳定轴(OMEGA_STAB)中的角速率用于飞行数据。角度速率被重新装入3-D矩阵,以乘以3-D矩阵的用于体轴的方向余弦矩阵到稳定轴(TSB)。

OMEGA_TEMP = REHAPE((欧米茄 -  [零(尺寸(alpha))alpha_dot zeros(尺寸(alpha))])',3,1,长度(ω));对于k =长度(omega): -  1:1 omega_stab(k,:)=(tsb(:,:,k)* omega_temp(:,:,k))';结尾

计算阻力系数(CD)、侧向力系数(CY)和升力系数(CL)。这个召集函数用于获得与导数一致的空速单位(Vt)。

CD=CD;CY=cyb.*β-半胱氨酸+半胱氨酸。*ω-辛烷值(:,1)*bref/2./convvel(Vt,“kts”,'ft / s');CL=CL+包覆。*阿尔法点*cbar/2./convel(Vt,“kts”,'ft / s');

计算力

阻力、侧向力和升力的气动系数用于计算气动力。

需要动态压力来计算空气动力力。功能D压力根据空速(Vt)和密度(rho)计算动态压力召集函数用于获得与密度(rho)一致的空速(Vt)单位。

qbar=D压力(convel([Vt零点(尺寸(Vt,1),2)],“kts”,“m/s”),rho);

要查找身体轴中的力,需要稳定轴到身体轴(Tbs)的方向余弦矩阵。稳定轴到身体轴(Tbs)的方向余弦矩阵是身体轴方向余弦矩阵到稳定轴(Tsb)的转置。要进行三维阵列的转置换乘函数被使用。

Tbs=排列(Tsb,[2 1 3]);

通过飞行数据点,计算空气动力,并将其从稳定性转换为体轴Convpres.函数用于获取与参考区域(SREF)的动态压力(QBAR)的单位。

对于k=长度(qbar):-1:1力_-lbs(k,:)=Tbs(:,:,k)*(convpres(qbar(k),“爸爸”,“psf”)*Sref*[-CD(k);CY(k);-CL(k)];结尾

在体轴上估计恒定的推力。

推力= =(长度(施力),1)* [200 0 0];

将恒定的推力估计添加到空气动力学力,并且将单元转换为度量。

力=力((力+推力),'lbf',“不”);

估计G力

使用计算出的力,估算飞行期间的G力。

加速度是使用计算出的力和质量估算的,并使用康瓦斯.加速度转换为G力,使用康瓦克.

N=convacc((力/质量)(84.2,“鼻涕虫”,'公斤') ),'m / s ^ 2','g'');N=[N(:,1:2)-N(:,3)];

G力在飞行中绘制。

h1=数字;绘图(fltdata(:,1),N);xlabel('时间(秒)')伊拉贝尔(“G力”) 标题(“飞行中的重力”)传奇(“Nx”,“纽约”,“新西兰”,“位置”,“最好的”)

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