1

11

Nakon prvih 7 koraka.... gdje smoNakon prvih 7 koraka.... gdje smo1. Utvrdili 1. Utvrdili ““missionmission payloadpayload”” ((traffictraffic loadload) ) WWPLPL2. 2. Pogađali Pogađali grossgross taketake--offoff weightweight –– WWTOguessTOguess3. 3. Utvrđivali teUtvrđivali težžinu goriva inu goriva –– WWFF4. Izra4. Izraččunavali pokusnu unavali pokusnu –– tentativetentative WWOEOE iz:iz:

WWOEOE tentativetentative = = WWTOTO guessguess -- WWFF –– WWPLPL5. Izra5. Izraččunavali pokusnu unavali pokusnu –– tentativetentative WWEE iz:iz:

WWEE tentativetentative = = WWOEOE tentativetentative –– WWtfotfo –– WWcrewcrew6. Na6. Naššli dopustivu (li dopustivu (allowableallowable) ) WWEE7.7. Komparirali Komparirali WWEE tenttent.. i i WWEE (korak 5. i 6.)(korak 5. i 6.)te podete podeššavanjem vrijednosti avanjem vrijednosti WWTOguessTOguess iterativnim iterativnim procesom uskladili procesom uskladili WWEtentEtent.. i i WWEE (do neke usvojene (do neke usvojene tolerancije tolerancije –– uobiuobiččajeno oko 0,5%), sada imamo ajeno oko 0,5%), sada imamo podatke ; podatke ; WWTOTO, , WWEE, , WWFF, , WWpayloadpayload i i WWcrewcrew ššto je proizato je proizaššlo lo iz specifikacije misije (a poznati su nam i standardi za iz specifikacije misije (a poznati su nam i standardi za certifikaciju certifikaciju –– FAR/JAR 23, 25 ili FAR/JAR 23, 25 ili militarymilitary). ).

22

Dimenzioniranje za zadane Performanse...Dimenzioniranje za zadane Performanse...Osim Osim udovoljenjaudovoljenja konstrukcije da postigne dolet, istrajnost i konstrukcije da postigne dolet, istrajnost i krstarekrstareććuu (putnu) (putnu) brzinu, uobibrzinu, uobiččajeno ajeno žželimo da zrakoplov udovolji i ostalim elimo da zrakoplov udovolji i ostalim zaghtjevanimzaghtjevanimperformansama kao:performansama kao:StallStall speedspeed ( brzinu gubitka uzgona) ( brzinu gubitka uzgona) -- VVssDuljinu Duljinu PSSPSS--a za polijetanjea za polijetanjeDuljinu Duljinu PSSPSS--a za slijetanjea za slijetanjePutnu brzinu (katkada Putnu brzinu (katkada maxmax brzinu)brzinu)Omjer penjanja (sa svim motorima Omjer penjanja (sa svim motorima AEOAEO i s jednim neoperativnim i s jednim neoperativnim OEIOEI))Vrijeme penjanja do neke visineVrijeme penjanja do neke visineManevriranjaManevriranjaGlavni utjecaj na navedene performanse zrakoplova imajuGlavni utjecaj na navedene performanse zrakoplova imaju::PovrPovrššina krila ina krila –– SSTakeTake--offoff thrustthrust ili snaga ili snaga –– TTTOTO ili ili PPTOTOMaxMax koeficijent uzgona za polijetanje bez koeficijent uzgona za polijetanje bez zakrilcazakrilca ((cleanclean) ) CCLmaxLmaxMaxMax koeficijent uzgona za polijetanje koeficijent uzgona za polijetanje CCLmaxLmax TOTOMaxMax koeficijent uzgona za slijetanje koeficijent uzgona za slijetanje CCLmaxLmax LL

UobiUobiččajena metoda dimenzioniranja koristi utvrđivanje parametara kao ajena metoda dimenzioniranja koristi utvrđivanje parametara kao ““optereoptereććenje krilaenje krila”” W/SW/S, , thrustthrust ili ili powerpower optereoptereććenja enja -- T/WT/W ili ili W/PW/P i i aerodinamike kroz aerodinamike kroz CCLmaxLmax. Iz tih podataka slijedi da kombinacijom najve. Iz tih podataka slijedi da kombinacijom najveććeg eg optereoptereććenja krila i najmanjeg optereenja krila i najmanjeg optereććenja snage (ili potiska) dobivamo avion enja snage (ili potiska) dobivamo avion najmanje tenajmanje težžine i najjeftinije izvedbe.ine i najjeftinije izvedbe.Kako smo Kako smo WWTOTO vevećć utvrdili utvrdili –– momožžemo proslijediti na determiniranje emo proslijediti na determiniranje SS i i TTTOTO..

33

Korak 8.Korak 8.NaNaččinimo popis parametara performansi prema kojima inimo popis parametara performansi prema kojima a/c treba dimenzionirati ako nam performansea/c treba dimenzionirati ako nam performanse veveććnisu unaprijed zadane specifikacijom misije ili nisu unaprijed zadane specifikacijom misije ili osnovom (standardima) za certifikaciju (FAR/JAR):osnovom (standardima) za certifikaciju (FAR/JAR):1. Dimenzioniranje za zahtijevanu brzinu 1. Dimenzioniranje za zahtijevanu brzinu stallingastallinga VVSS2. Dimenzioniranje za zadanu du2. Dimenzioniranje za zadanu dužžinu polijetanja inu polijetanja SSTOTO3. Dimenzioniranje za zadanu du3. Dimenzioniranje za zadanu dužžinu slijetanja inu slijetanja SSLL4. Dimenzioniranje za zadane performanse penjanja 4. Dimenzioniranje za zadane performanse penjanja (rate (rate ofof climbclimb, , climbclimb gradijent, time to gradijent, time to climbclimb, , ceilingceiling...)...)5. Dimenzioniranje za zadane manevre (polumjer 5. Dimenzioniranje za zadane manevre (polumjer zaokreta, kutni pomak ....)zaokreta, kutni pomak ....)6. Dimenzioniranje za zadanu putnu brzinu6. Dimenzioniranje za zadanu putnu brzinu VVcruisecruise

Prvo Prvo ććemo obraditi (emo obraditi (ref.Roskamref.Roskam) dimenzioniranje za ) dimenzioniranje za prva tri zahtjeva (ne trebaju nam podaci o prva tri zahtjeva (ne trebaju nam podaci o polaripolari).....).....

2

44

Osnovni parametriOsnovni parametriTW

THRUST TO WEIGHTTHRUST TO WEIGHT

WING LOADINGWING LOADINGWS

W WP hp

= POWER LOADINGPOWER LOADING propelerom propelerom pogonjenipogonjeni

jetjet pogonpogon

55

THRUST TO WEIGHTTHRUST TO WEIGHT

nije konstantan tijekom letanije konstantan tijekom letapri osnivanju se obipri osnivanju se običčno svodi na T/W pri no svodi na T/W pri polijetanju, odnosno pri: polijetanju, odnosno pri: –– standardnim atmosferskim uvjetima na nultoj standardnim atmosferskim uvjetima na nultoj

nadmorskoj visini nadmorskoj visini –– maksimalnoj dizajniranoj masi pri polijetanju maksimalnoj dizajniranoj masi pri polijetanju –– maksimalnom potisku motoramaksimalnom potisku motora

ukoliko se raukoliko se raččuna pri drugim uvjetima una pri drugim uvjetima potrebno je to naglasiti i kasnije svesti na potrebno je to naglasiti i kasnije svesti na T/W pri polijetanjuT/W pri polijetanju

TW

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

66

POWER LOADING POWER LOADING koristi se za propelerom koristi se za propelerom pogonjenepogonjene zrakoplovezrakoploveima suprotno znaima suprotno značčenja od T/Wenja od T/Wradi izbjegavanja zabuna radi izbjegavanja zabuna ččesto se koristi odnos esto se koristi odnos horsepowerhorsepower to to weightweight (P/W) koji je jednak (P/W) koji je jednak reciproreciproččnoj vrijednosti noj vrijednosti powerpower loadingaloadinga

WP

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

momožže se pretvoriti u (T/W) prema slijedee se pretvoriti u (T/W) prema slijedeććoj formuli:oj formuli:

[ ] [ ]

550 633p p

knot mph

T hp PW V W V W

η η⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞= =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠77

WING LOADING WING LOADING

obiobiččno se odnosi na (W/S) pri polijetanjuno se odnosi na (W/S) pri polijetanjuima veliki utjecaj pri inicijalnom ima veliki utjecaj pri inicijalnom određivanju ukupne mase pri polijetanjuodređivanju ukupne mase pri polijetanjuutjeutječče na brzinu sloma uzgona (e na brzinu sloma uzgona (stallstallspeedspeed), gradijent penjanja, potrebnu ), gradijent penjanja, potrebnu duljinu piste pri polijetanju i slijetanjuduljinu piste pri polijetanju i slijetanjuodređuje projektirani koeficijent uzgonaodređuje projektirani koeficijent uzgonautjeutječče na otpor zrakoplova preko e na otpor zrakoplova preko ““wetedwetedareaarea”” i raspona krilai raspona krila

WS

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

3

88

Svođenje na uvijete pri polijetanjuSvođenje na uvijete pri polijetanju

Radi kasnijeg dimenzioniranja na osnovu Radi kasnijeg dimenzioniranja na osnovu tratražženih parametara pri određenim enih parametara pri određenim fazama leta sve je potrebno svesti na fazama leta sve je potrebno svesti na polijetanje, polijetanje, nprnpr::

takeoffcruise

takeoff cruise takeoff cruise

TWT TW W W T

⎛ ⎞⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞=⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠

99

Dimenzioniranje za Dimenzioniranje za stallstall speedspeed -- VVss

Za neke avione specifikacija misije zahtjeva da Za neke avione specifikacija misije zahtjeva da stallstall speedspeed VVss nije venije većći od neke minimalne i od neke minimalne vrijednosti, npr. FAR 23 za vrijednosti, npr. FAR 23 za singlesingle--engineengine tratražži i da ta brzina nije veda ta brzina nije većća od 61 a od 61 ktskts uz uz WWTOTO..Dodatno, FAR 23 za Dodatno, FAR 23 za multimulti--engineengine s s WWTOTO < 6000 < 6000 lbs lbs takotakođđerer ima ima VsVs manju od 61 manju od 61 ktskts osim ako ne osim ako ne ispunjava kriterije penjanja po ispunjava kriterije penjanja po PartPart 23.49. Te 23.49. Te kriterije konstruktor mokriterije konstruktor možže udovoljiti s ili bez e udovoljiti s ili bez zakrilcazakrilca. . ZaZa avione certificirane po FAR 25 avione certificirane po FAR 25 nema kriterija za nema kriterija za VsVs vevećć mora mora udovoljiti zahtjevima penjanja. udovoljiti zahtjevima penjanja. PowerPower--offoff VVss momožžemo utvrditi iz jed. emo utvrditi iz jed.

( ) 21

max

2

⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡=

Ls C

SW

Vρ

1010

Specificiranjem Specificiranjem maxmaxdozvoljene dozvoljene VVSS na nekoj na nekoj nadmorskoj visini (poznati nadmorskoj visini (poznati ρρ), ), jed. nam definira jed. nam definira maxmax. . dozvoljeno opteredozvoljeno optereććenje krila enje krila W/SW/S uz danu vrijednost uz danu vrijednost CCLmaxLmax. Trebamo se prisjetiti iz . Trebamo se prisjetiti iz aerodinamike da aerodinamike da ćće e CCLmaxLmaxzavisiti od:zavisiti od:PlanformnogPlanformnog oblika krila i oblika krila i aeroprofilaaeroprofilaTipa Tipa zakrilcazakrilca i dimenzije i dimenzije zakrilcazakrilcaLokacije Lokacije C.GC.G..

TipiTipiččne vrijednosti dane su u ne vrijednosti dane su u tabeli (iskustvene norme), tabeli (iskustvene norme), ššto je zadovoljavajuto je zadovoljavajućće u e u procesu preliminarnog procesu preliminarnog dimenzioniranja, ako dimenzioniranja, ako odaberemo odaberemo CCLmaxLmax za misiju i za misiju i tip tip zakrilcazakrilca.. 1111

Konfiguracije Konfiguracije HLDHLD i i planformnihplanformnih oblika krila oblika krila za generiranje Cza generiranje CLL & & CCLmaxLmax

Distribucija uzgona i lokacija stall-iranja

4

1212

HDLHDL i utjecaj na i utjecaj na rezultirajurezultirajuććii uzgonuzgon

1313

Primjer dimenzioniranja za Primjer dimenzioniranja za VVssPretpostavimo Pretpostavimo dada avion avion pogonjenpogonjen s propelerom mora imati s propelerom mora imati VVSSbez motora na razini mora do 50 bez motora na razini mora do 50 ktskts s s zakrilcemzakrilcem fullfull ((landinglandingflapsflaps). S ). S uvuuvuććenimenim zakrilcimazakrilcima VVSS ne smije prijene smije prijećći 60 i 60 ktskts. Oba . Oba zahtjeva treba udovoljiti pri zahtjeva treba udovoljiti pri grossgross taketake--offoff tetežžini ini WWTOTO..Iz tabele Iz tabele maxmax koeficijenti uzgona su:koeficijenti uzgona su:CCLmaxLmax = 1,6= 1,6 i i CCLmaxLmax LL = 2,00= 2,00Iz jednadIz jednadžžbe ...........................................be ...........................................

(W/S)(W/S)TOTO manje od 17 manje od 17 psfpsf withwith flapsflaps(W/S)(W/S)TOTO manje od 19,5 manje od 19,5 psfpsf no no flapsflapsStoga su oba Stoga su oba uvijetauvijeta zadovoljena s zadovoljena s (W/S)(W/S)TOTO manje od 17.0 manje od 17.0 psfpsf(budu(budućći i VVSS treba udovoljiti treba udovoljiti powerpower--offoff, to nam nije bitno koliki je , to nam nije bitno koliki je T/WT/W ili ili W/PW/P))

( ) 21

max

2

⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡=

Ls C

SW

Vρ

1414

DimenDimenzzioniranjeioniranje za duza dužžinu staze polijetanjainu staze polijetanjaPotrebna duPotrebna dužžina staze za polijetanje određena je ina staze za polijetanje određena je slijedeslijedeććim faktorima:im faktorima:1.1. GrossGross tetežžinom polijetanja inom polijetanja –– WWTOTO2.2. Brzinom polijetanja Brzinom polijetanja VVTOTO ( lift( lift--offoff speedspeed))3.3. Omjerom potiska i teOmjerom potiska i težžine u polijetanju ine u polijetanju (T/W)(T/W)TOTO ili ili omjerom teomjerom težžine i snage ine i snage (W/P)(W/P)TOTO i i korespondirajukorespondirajuććihihkarakteristika propelerakarakteristika propelera4.4. AerodinamiAerodinamiččkimkim koeficijentom otpora koeficijentom otpora CCDGDG i i koeficijentom trenja koeficijentom trenja µµGG5.5. Tehnikom Tehnikom pilotiranjapilotiranjaKoje uvijete mora konstrukcija zadovoljiti Koje uvijete mora konstrukcija zadovoljiti determinirano je s FAR/JAR 23 i 25, odnosno vojnim determinirano je s FAR/JAR 23 i 25, odnosno vojnim standardima (standardima (AirAir ForceForce ili ili NavyNavy)....)....Dimenzioniranje za FAR 23 (uobiDimenzioniranje za FAR 23 (uobiččajeno za ajeno za pogonjenepogonjenepropelerom) definicija dupropelerom) definicija dužžine je na slici...ine je na slici...

1515

NASA NASA ReportReport ((LoftinLoftin JrJr.) .) ““EvolutionEvolution andand thethematchingmatching ofof sizesize to to performanceperformance”” ((subsonicsubsonic) ) daje međuzavisnost dudaje međuzavisnost dužžine zaleta (ine zaleta (groundground--runrun) ) s opteres optereććenjem krila i potiska ili snage te enjem krila i potiska ili snage te maxmax. . koeficijenta uzgona:koeficijenta uzgona:SSTOGTOG = (W/S)= (W/S)TOTO (W/P)(W/P)TO TO / / σσ CLCLmaxTOmaxTO = TOP= TOP2323gdje gdje TOPTOP2323 zovemo zovemo ““taketake--offoff parametar za FAR parametar za FAR 23 zrakoplove23 zrakoplove””, a mjere su lbs, a mjere su lbs22/ft/ft22hp. hp. Koeficijent uzgona pri liftKoeficijent uzgona pri lift--offoff--u u CCLTOLTO je je međuzavisan s međuzavisan s maxmax koefkoef. uzgona u polijetanju . uzgona u polijetanju CCLmaxTOLmaxTO prema: prema: CCLTOLTO = = CCLmaxTOLmaxTO / 1.21/ 1.21

5

1616

SSTOGTOG : TOP: TOP2323 && SSTOTO:S:STOGTOG&& W/P : W/S & W/P : W/S & CCLmaxTOLmaxTO

(slika 3.5)(slika 3.5)

1717

SSTOGTOG : TOP: TOP23 23 .... .... datadata scatterscatter duedue: razli: različčitost procedura u TO, itost procedura u TO, TTTOTO ovisi o ovisi o karakteristikama karakteristikama propapropa, TO rotacija do uzleta ovisi o kontroli snage, osje, TO rotacija do uzleta ovisi o kontroli snage, osjeććaju aju i i inercijalniminercijalnim karakteristikama...karakteristikama...tjtj. . tehnika tehnika pilotiranjapilotiranja, ali daje korisne , ali daje korisne korelacije u ovom stadiju konstruiranja:korelacije u ovom stadiju konstruiranja:SSTOGTOG = 4.9 TOP= 4.9 TOP2323 + 0,009 TOP+ 0,009 TOP22

2323 a a SSTOTO = 1.66 = 1.66 SSTOGTOG pa slijedi:pa slijedi:SSTOTO = 8.134 TOP= 8.134 TOP2323 + 0.0149 TOP+ 0.0149 TOP22

2323No, uz oprez kakva je propulzivna grupa (W/P ili W/T)No, uz oprez kakva je propulzivna grupa (W/P ili W/T)...npr.:...npr.:Pretpostavimo da imamo Pretpostavimo da imamo propprop--drivendriven a/c (W/P) i zadane kriterije:a/c (W/P) i zadane kriterije:SSTOGTOG ‹‹1000 ft i S1000 ft i STOTO ‹‹ 1500 ft @ alt 5000 ft 1500 ft @ alt 5000 ft ISAISA condcond..Onda koristimo relaciju : Onda koristimo relaciju : SSTOTO = 1.660 S= 1.660 STOGTOG tj. da je Stj. da je STOTO ‹‹ 1660 ft ,no to ne 1660 ft ,no to ne zadovoljava drugi kriterij (Szadovoljava drugi kriterij (STOTO ‹‹ 1500 ft), 1500 ft), ššto znato značči da dominira drugi kriterij, i da dominira drugi kriterij, te da bi oba bili udovoljeni; 1500 = 8.134TOPte da bi oba bili udovoljeni; 1500 = 8.134TOP2323+0.0149TOP+0.0149TOP22

2323 iz iz ččega slijedi ega slijedi TOPTOP2323 = 145.6 lbs= 145.6 lbs22/ft/ft22hp. Kako je @ 5000 ft hp. Kako je @ 5000 ft σσ = 0.8616 uz = 0.8616 uz jednjedn. . SSTOGTOG = (W/S)= (W/S)TOTO (W/P)(W/P)TO TO / / σσ CLCLmaxTOmaxTO = TOP= TOP2323 proizlazi:proizlazi:(W/S)(W/S)TOTO (W/P)(W/P)TO TO / / CLCLmaxTOmaxTO ‹‹ 145.6 x 0.8616 = 125.4 145.6 x 0.8616 = 125.4 lbslbs22/ft/ft22hphpSad moSad možžemo izraemo izraččunavati i uvrstiti u tablicu...a unavati i uvrstiti u tablicu...a FigFig. 3.5 nam daje vrijednosti . 3.5 nam daje vrijednosti (W/S)(W/S)TOTO i (W/P)i (W/P)TOTO za dane vrijednosti za dane vrijednosti CCLmaxTOLmaxTO tako da bude udovoljen zahtjev tako da bude udovoljen zahtjev zaza TO duTO dužžinom. inom.

6.06.05.05.04.04.03.03.03030

10.010.08.48.46.76.75.05.02020

30.130.125.125.120.120.115.015.0(W/P)(W/P)TOTO1010

2.42.42.02.01.61.61.21.2CCLmaxTOLmaxTO(W/S)(W/S)TOTOpsfpsf

1818

Primjer dimenzioniranja TO duPrimjer dimenzioniranja TO dužžine ine za FAR 25 avione (za FAR 25 avione (jetjet))

TipiTipiččne vrijednosti za ne vrijednosti za CCL L TOmaxTOmax po tipu aviona po tipu aviona dane su u tabeli 3.1 (kad dane su u tabeli 3.1 (kad smo dimenzionirali za smo dimenzionirali za VVSS

STOFL : TOP251919

FAR 25 FAR 25 certificirani avioni certificirani avioni mogu biti mogu biti pogonjenipogonjenimlaznim motorom mlaznim motorom ili propelerom ili propelerom ((turboturbo--propprop ili ili turboturbo--fan), a u tom fan), a u tom slusluččaju treba aju treba pretvoriti pretvoriti T/WT/W u u korespondirajukorespondirajućći i W/P W/P ((ššto je dano to je dano slikom 3.8) slikom 3.8)

Pretvorba TTO u PTO

6

2020

FAR 25 TO FAR 25 TO fieldfield lenghtlenght

PRIMJER

2121

Dimenzioniranje za Dimenzioniranje za zahtjevanuzahtjevanu dudužžinu inu slijetanjaslijetanja -- SSLL

DuDužžina slijetanja aviona ina slijetanja aviona determinirana je s:determinirana je s:1. Te1. Težžinom slijetanja inom slijetanja WWLL2. Prilaznom brzinom 2. Prilaznom brzinom ((approachapproach) ) VVAA3. Na3. Naččinom i metodama inom i metodama deceleracijedeceleracije4. 4. LetnimLetnim karakteristikama karakteristikama zrakoplovazrakoplova5. Tehnikom 5. Tehnikom pilotiranjapilotiranjaZahtjevi Zahtjevi zaza dudužžinu slijetanja inu slijetanja gotovo su uvijek izragotovo su uvijek izražženi eni zavisno o tezavisno o težžini slijetanja ini slijetanja WWLL. Slijede. Slijedećća tabela daje a tabela daje omjer omjer WWLL//WWTOTO za 12 tipova: za 12 tipova:

2222

Razmatranjem kinetiRazmatranjem kinetiččke energije, nameke energije, namećće se da e se da ćće prilazna e prilazna brzina imati utjecaj (i to Vbrzina imati utjecaj (i to V22

AA) na ukupnu du) na ukupnu dužžinu slijetanja. Nakon inu slijetanja. Nakon dodira piste, deceleracija mododira piste, deceleracija možže biti:e biti:

1. s ko1. s koččnicamanicama2. reverzibilnim potiskom2. reverzibilnim potiskom3. padobranom3. padobranom4. zarobljavanjem (kuka nosa4. zarobljavanjem (kuka nosačča aviona)a aviona)5. barijerama (5. barijerama (sudarnimsudarnim preprekama)preprekama)

FAR 23 zahtjeva sigurnosni faktor 30% u prilazu, pa je FAR 23 zahtjeva sigurnosni faktor 30% u prilazu, pa je VVAA = 1.3 = 1.3 VVSS landinglanding

2323

Slika 3.13 prikazuje da je Slika 3.13 prikazuje da je groundground--runrun SSLGLG povezan s kvadratom povezan s kvadratom stallstall brzine brzine VVSLSL (u konfiguraciji slijetanja (u konfiguraciji slijetanja –– noge spunoge spušštene, tene, flapsflapsfullfull i i powerpower--offoff) tj. ) tj. SSLGLG = 0.265 V= 0.265 V22

SLSL

DuDužžina je u ft a brzina ina je u ft a brzina ktskts

7

2424

Na slici 3.14 prikazano je u Na slici 3.14 prikazano je u kakvoj su korelaciji dukakvoj su korelaciji dužžina ina slijetanja slijetanja SSLL i dui dužžina ina groundground--runrunu slijetanju u slijetanju SSLGLG, tj., tj.SSLL = 1.938 = 1.938 SSLGLGSpecificiranjem ukupne duSpecificiranjem ukupne dužžine ine slijetanja slijetanja SSLL mogumogućće je pronae je pronaćći i korespondirajukorespondirajuććuu groundground--runrundudužžinu inu SSLGLG..Iz toga moIz toga možžemo iznaemo iznaćći i i i maxmaxdozvoljenu brzinu dozvoljenu brzinu stalliranjastalliranja, a , a vevećć smo uosmo uoččili da to moili da to možžemo emo prevesti u relaciju optereprevesti u relaciju optereććenja enja krila krila (W/S)(W/S)LL i i CCLmaxLLmaxLČČesto je korisno kombinirati esto je korisno kombinirati jednadjednadžžbe be SSLL = 1.938 = 1.938 SSLGLGii SSLGLG = 0.265 V= 0.265 V22

SLSL uu

SSLL = 0.513V= 0.513V22SLSL

2525

Korak 8.Korak 8. nastavaknastavak……..NaNaččiniinilili smosmo popis parametara performansi prema popis parametara performansi prema kojima treba dimenzionirati a/c ako nam vekojima treba dimenzionirati a/c ako nam većć nije nije zadano specifikacijom misije ili osnovom za certifikaciju zadano specifikacijom misije ili osnovom za certifikaciju (FAR/JAR):(FAR/JAR):

1. Dimenzioniranje za 1. Dimenzioniranje za zahtjevanuzahtjevanu brzinu brzinu stallingastallinga VVSS ˇ̌

2. Dimenzioniranje za zadanu du2. Dimenzioniranje za zadanu dužžinu polijetanja inu polijetanja ˇ̌3. Dimenzioniranje za zadanu du3. Dimenzioniranje za zadanu dužžinu slijetanja inu slijetanja ˇ̌4. Dimenzioniranje za zadane performanse penjanja4. Dimenzioniranje za zadane performanse penjanja5. Dimenzioniranje za zadane manevre5. Dimenzioniranje za zadane manevre6. Dimenzioniranje za zadanu putnu brzinu 6. Dimenzioniranje za zadanu putnu brzinu VVcruisecruise

Prvo Prvo ććemo obraditi emo obraditi metodumetodu za za brbrzzo o procjenjivanje procjenjivanje polarepolare otpora....(otpora....(ref.Roskamref.Roskam) ) ššto nam je predradnja za to nam je predradnja za korak 9.korak 9. koji obuhvakoji obuhvaćća a kalukacijekalukacije dimenzioniranja dimenzioniranja specifispecifiččno no zahtjevanihzahtjevanih performansi....performansi....

2626

Procjena Procjena polarepolare zrakoplovazrakoplovaCCD D -- koeficijent otpora zrakoplovakoeficijent otpora zrakoplovaCCD0 D0 -- koeficijent otpora zrakoplova pri koeficijent otpora zrakoplova pri

nultom uzgonu (nultom uzgonu (parazitniparazitni otpor)otpor)A A -- Aspektni odnos (vitkost)Aspektni odnos (vitkost)e e -- OswaldovOswaldov koeficijent koeficijent

( )0

2

3.19LD D

CC CAeπ

= +

( )0

3.20DfCS

=ff -- ekvivalentna ekvivalentna parazitnaparazitna povrpovrššinainaSS -- povrpovrššina krilaina krila

2727

Određivanje Određivanje ff iziz SSwetwet

a, ba, b -- korelacijski koeficijentikorelacijski koeficijenti( )log log 3.21wetf a b S= + ⋅

Ekvivalentna Ekvivalentna parazitnaparazitna povrpovrššinu inu ff momožže se izraziti u odnosu prema e se izraziti u odnosu prema mokroj povrmokroj površšini zrakoplovaini zrakoplova SSwetwet

Trendovi odnosaTrendovi odnosa ekvivalentne ekvivalentne parazitneparazitne povrpovrššine ine ff i mokre povri mokre površšine ine zrakoplovazrakoplova SSwetwet poznatih zrakoplova daju priblipoznatih zrakoplova daju približžno linearnu ovisnost no linearnu ovisnost između njihovih logizmeđu njihovih log1010

Regresijskom analizom dobiva se empirijska jednadRegresijskom analizom dobiva se empirijska jednadžžbaba

log10 weta b Sf + ⋅=

8

2828

Tablica 3.4Tablica 3.4

1.0-2.6990.002

1.0-2.52290.003

1.0-2.39790.004

1.0-2.3010.005

1.0-2.22180.006

1.0-2.15490.007

1.0-2.09690.008

baCoefficient cf

Equivalent Skin Friction

2929

Figure 3.21a Figure 3.21a Parasite Area Parasite Area vsvs Wetted Area for Wetted Area for Single Engine, PropSingle Engine, Prop--driven Airplanesdriven Airplanes

3030

Figure 3.21b Figure 3.21b Parasite Area Parasite Area vsvs Wetted Area for Wetted Area for MultiMulti--engine Propengine Prop--driven Airplanesdriven Airplanes

3131

Figure 3.21c Figure 3.21c Parasite Area Parasite Area vsvs Wetted Area for Wetted Area for Fighters, Bombers, TransportFighters, Bombers, Transport

9

3232

Određivanje Određivanje ff iziz SSwetwetTrendovi odnosaTrendovi odnosa mokre povrmokre površšine zrakoplovaine zrakoplova SSwetwet i ukupne projektirane i ukupne projektirane mase pri polijetanjumase pri polijetanju WWTOTO poznatih zrakoplova daju priblipoznatih zrakoplova daju približžno linearnu no linearnu ovisnost između njihovih logovisnost između njihovih log1010

Regresijskom analizom moRegresijskom analizom možže se dobiti empirijska jednade se dobiti empirijska jednadžžba za odnos ba za odnos između mokroj povrizmeđu mokroj površšini zrakoplovaini zrakoplova SSwetwet i ukupne projektirane mase pri i ukupne projektirane mase pri polijetanjupolijetanju WWTOTO..

( )log log 3.22wet TOS c d W= + c,dc,d -- korelacijski koeficijentikorelacijski koeficijenti

log10 TOc d WwetS + ⋅=

3333

Slika 3.22Slika 3.22Odnos između Odnos između WWTOTO i i SwetSwet

3434

Tablica 3.5 KorTablica 3.5 Korelacijski koeficijenti za elacijski koeficijenti za odnos između logodnos između log1010WWTOTO i logi log1010SwetSwet

0.9609-1.1868Supersonic Cruise

0.67080.6295Flying Boats, Amphibious and Float

0.73160.1628Military Patrol, Bomber, Transport

0.7506-0.1289Fighters

0.54230.8565Military Trainers

0.75310.0199Transport Jets

0.8099-0.0866Regional Turboprop

0.69770.2263Business Jets

0.53261.0447Agricultural

0.56320.8635Twin Engine Propeller Driven

0.51471.0892Single Engine Propeller Driven

0.43191.2362Homebuilts

dcAirplane Type

3535

Procjena Procjena ∆∆CCD0D0 and and ee

No Effect0.015 - 0.025Landing Gear

0.70 - 0.750.055 - 0.075Landing Flaps

0.75 - 0.800.010 - 0.020Take-off Flaps

0.80 - 0.850Clean

e∆CD0Configuration

Table 3.6 Estimatimation of ∆CD0 and e

1.25High Bypass Ratio Turbofan

1.15Low Bypass Ratio Turbofan

1.1Variable Pitch Propeller

1.25Fixed Pitch Propeller

1All-Engines-Operating

FOEIPropulsion

0 0D OEI D AEOC F C= ⋅

U sluU sluččaju otkaza jednog aju otkaza jednog motora:motora:

10

3636

Utvrđivanje Utvrđivanje polarepolare otpora otpora

(kako bi (kako bi odredili odredili powerpower

loadingloading koji koji udovoljava udovoljava zahtjevima zahtjevima penjanja)penjanja)

Primjer postupka

3737

Primjer

3838

Sile na zrakoplovu u penjanjuSile na zrakoplovu u penjanjuV = brzina penjanjaV = brzina penjanja

ROCROC = Rate = Rate OfOf ClimbClimb= = dhdh//dtdt ==brzina uzdizanjabrzina uzdizanja= = VVVV ~~ sinsinγγ

tgtgγγ = gradijent = gradijent penjanjapenjanja

FFGG = sila inercije= sila inercijeFFLL = sila uzgona= sila uzgonaFFTT = sila potiska= sila potiskaFFDD = sila otpora = sila otpora

FG γcos

FG γsin

FG

Γ

Γ

FL

FD

FT

VROC=dh|dt

Tgγ=gradijent penjanja

L

D

W

T

G

V uzdizanja =VV

3939

JednadJednadžžbebe gibanjagibanja zrakoplovazrakoplova u u penjanjupenjanju

PenjanjePenjanje zrakoplovazrakoplova je u je u stvaristvari let let uzuz nekunekuvertikalnuvertikalnu brzinubrzinu VVVV, , najnajččeeššććee izraizražženoeno u u (ft/min) (ft/min) iliili (ft/s) (ft/s) šštoto koristimokoristimo u u analitianalitiččkimkimproraproraččunimaunima. . GradijentGradijent penjanjapenjanja ((GG) je ) je omjeromjer izmeđuizmeđu vertikalnogvertikalnog i i horizontalnghorizontalngputaputa kojikoji zrakoplovzrakoplov prođeprođe u u jedinicijedinicivremenavremena ((tgtg γγ)). . ((To je To je aproksimativnoaproksimativnojednakojednako omjeruomjeru vertikalnogvertikalnog penjanjapenjanjapodijeljenopodijeljeno s s brzinombrzinom zrakoplovazrakoplova --IASIAS, , iliilisin sin γγ))..

11

4040

Dva reDva režžima leta u kojima performanse penjanja ima leta u kojima performanse penjanja zrakoplova imaju znazrakoplova imaju značčajnu ulogu su:ajnu ulogu su:let let u blizini zemljeu blizini zemlje gdje je gdje je nadvinadviššavanjeavanje prepreka prepreka kritikritiččni faktor, te ni faktor, te penjanje na rutipenjanje na ruti (u krstarenju) gdje je primarni problem (u krstarenju) gdje je primarni problem omjer penjanja s kojim se postiomjer penjanja s kojim se postižžu u uvijetiuvijeti za krstarenje. za krstarenje. Stoga se performanse penjanja moraju derivirati s Stoga se performanse penjanja moraju derivirati s obzirom na kut penjanja ili sposobnosti obzirom na kut penjanja ili sposobnosti nadvinadviššavanjaavanjaprepreka, kada smo u penjanju npr. nakon polijetanja prepreka, kada smo u penjanju npr. nakon polijetanja ((climbclimb outout). Prezentacija kuta penjanja je stoga ). Prezentacija kuta penjanja je stoga uobiuobiččajeno dana u vidu tangensa kuta penjanja, ajeno dana u vidu tangensa kuta penjanja, definirano kao definirano kao gradijent penjanjagradijent penjanja. M. Međutim za eđutim za performanse u krstarenju, deriviranje i prezentacija performanse u krstarenju, deriviranje i prezentacija performansi je u smislu omjera penjanja (performansi je u smislu omjera penjanja (rate of climbrate of climb–– ROCROC).). 4141

Sizing to FAR 23, JAR 23, and Sizing to FAR 23, JAR 23, and VLA climb requirements:VLA climb requirements:

FAR 23.65(a) Rate of Climb (RC)FAR 23.65(a) Rate of Climb (RC)FAR 23.65(a) Climb Gradient (CGR)FAR 23.65(a) Climb Gradient (CGR)FAR 23.67(c)(2)(i) Rate of Climb (RC) One FAR 23.67(c)(2)(i) Rate of Climb (RC) One Engine InoperativeEngine InoperativeFAR 23.67(c)(2)(i) Climb Gradient (CGR) FAR 23.67(c)(2)(i) Climb Gradient (CGR) One Engine InoperativeOne Engine InoperativeFAR 23.67(c)(2)(ii) Rate of Climb (RC) FAR 23.67(c)(2)(ii) Rate of Climb (RC) One Engine InoperativeOne Engine InoperativeFAR 23.67(c)(2)(ii) Climb Gradient (CGR) FAR 23.67(c)(2)(ii) Climb Gradient (CGR) One Engine InoperativeOne Engine InoperativeFAR 23.77(a) Climb Gradient (CGR)FAR 23.77(a) Climb Gradient (CGR)FAR 23.77(b) Rate of Climb (RC)FAR 23.77(b) Rate of Climb (RC)

4242

(W/P) (W/P) ForFor Sizing to FAR 2Sizing to FAR 233 climb climb requirementsrequirements –– Brzina penjanjaBrzina penjanja::

RC [ft/min] - brzina penjanjaηp - specifična iskoristivost propelera,

σ - omjer gustoća,(W/P) [lb/hp] - opterećenje snage,(W/S) [lb/ft2] - opterećenje krila.

- odnos uzgona i otpora

σ

η

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

+

≤⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

D

L

p

CC

RCPW

23

19

SW

33000

)/( 23DL CC

4343

(W/P) (W/P) ForFor Sizing to FAR 2Sizing to FAR 233 climb climb requirementsrequirements –– Gradijent penjanjaGradijent penjanja::

CGR - gradijent penjanjaηp - specifična iskoristivost propelera,σ - omjer gustoća,(W/P) [lb/hp] - opterećenje snage,(W/S) [lb/ft2] - opterećenje krila.

- odnos uzgona i otpora)/( DL CC

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⋅

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

≤⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

SW

CC

CGR

CPW

D

L

Lp 1

1

97.18 ση

12

4444

Sizing to FAR 25 climb Sizing to FAR 25 climb requirements:requirements:

FAR 25.111 Climb, One Engine InoperativeFAR 25.111 Climb, One Engine InoperativeFAR 25.121 Climb, One Engine Inoperative, FAR 25.121 Climb, One Engine Inoperative, TransitionTransitionFAR 25.121 Climb, One Engine Inoperative, Second FAR 25.121 Climb, One Engine Inoperative, Second SegmentSegmentFAR 25.121 Climb, One Engine Inoperative, FAR 25.121 Climb, One Engine Inoperative, EnrouteEnrouteFAR 25.121 Climb, One Engine Inoperative, FAR 25.121 Climb, One Engine Inoperative, ApproachApproachFAR 25.119 Climb, All Engines Operative, LandingFAR 25.119 Climb, All Engines Operative, Landing

4545

(T/W) (T/W) ForFor Sizing to FAR 25 climb Sizing to FAR 25 climb requirements:requirements:

;1

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−⋅⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡+=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

NN

CCCGR

WT

L

D⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

L

D

CCCGR

WT

CGR - gradijent penjanjaCD - ukupni otpor zrakoplova pri penjanju (u promatranom režimu ),CL - koeficijent uzgona zrakoplova pri penjanju (u promatranom režimu),N - broj motora,(T/W) [lbs/lbs] - omjer potiska i težine (thrust to weight ratio) u promatranom režimu,

4646

Dimenzioniranje prema brzini Dimenzioniranje prema brzini krstarenja (krstarenja (propellerpropeller drivendriven))

IIP P -- Indeks snage (Sl. 3.28, 29, Indeks snage (Sl. 3.28, 29, 30)30)

σσ -- odnos gustoodnos gustoćća a ( )3 3.53P

WSIWP

σ

⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠=⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

cr

TO cr TO

PW WP P P

⎛ ⎞ ⎛ ⎞= ⋅⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

3cr P

WW SP Iσ

⎛ ⎞⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎝ ⎠=⎜ ⎟

⎝ ⎠

4747

Pow

erPo

wer

Inde

xIn

dex

I (Sl

. 3.2

8, 2

9, 3

0)I (

Sl. 3

.28,

29,

30)

13

4848

Dimenzioniranje prema brzini Dimenzioniranje prema brzini krstarenja (krstarenja (jetjet drivendriven))

( )cr cr

+ 3.60Docr

T S WC q q AeW W S

π⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞=⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

cr

cr TO TO

WW WS S W

⎛ ⎞ ⎛ ⎞= ⋅⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

cr TO

TO cr TO cr

W TT TW W W T

⎛ ⎞ ⎛ ⎞= ⋅ ⋅⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

212 cr crq Vρ=

4949Lockheed Martin Aeronautics Company

A01-00242006

Pitanja?Pitanja?