Расчет аэродинамической силы, действующей на самолет в полете (комментарии)

Расчет аэродинамической силы, действующей на самолет в полете (комментарии)

Привет.

На сайте есть теги для форматирования формул. Примитивный latex
http://www.gamedev.ru/community/ir/articles/?id=5056

Например для:
Cx = C_x0 + C_xi = C_x0 + sqr(C_y)/(1.4*lmd)

Такой код:

[cht]C_x=C_{x0}+C_{xi}=C_{x0} + \frac{C_{y}^2}{1.4\lambda}[/cht]

Получаем:

\(C_x=C_{x0}+C_{xi}=C_{x0} + \frac{C_{y}^2}{1.4\lambda}\)

во спасибо, щас подрихтую

Подправил, кое что добавил.

Жду критики, конструктивной и помоев.

Эта статья - пока самое простое.
Далее планирую разобрать моменты, действующие на самолет при установившемся полете и маневрах и тягу движителя (поршневой двигатель с винтом).
Тягу правда можно посчитать совсем просто, не заморачиваясь на управляемый шаг винта и характеристики:

P = N/V
N - мощность  (N=f(положение дросселя))
V - скорость
плюс добавить ограничение на стоянке.

Это всё здорово, но как то маловато. Как например посчитать подъёмную силу, когда крыло имеет стреловидность, поперечное V, и присутствует скольжение. Какой брать угол атаки? Ведь подъёмная сила с учётом того, что угол атаки есть двугранный угол между набегающим потоком и плоскостью крыла не тоже самое, что подъёмная сила от угла атаки двухмерного профиля * cos(угла стреловидности - угол скольжения). И это ещё без учёта геометрической и аэродинамической крутки.

Truthfinder
Согласен, сильно упростил.  И вот почему:
в конструкции любого самолета есть масса конструктивных решений которые по-разному влияют на аэродинамику. Например, закругленные законцовки крыла, V - образность, стреловидность, механизация, рули различной формы и т.д. и т.п. если рассматривать все факторы для одной силы, скажем подъемной, то мы сильно закопаемся в "глубину".

V - образность имеет большое влияние при полете со скольжением - создает сильный кренящий момент. При расчете подъемной силы V- образность даст незначительное изменение, да и какое значение угла брать неизвестно, крыло ведь не жесткое и гнется под действием аэродинамических сил. Здесь чем глубже копать тем больше неизвестных.

Для сверхзвуковых самолетов с большими значениями стреловидности и формулы будут совершенно другие.

Я к тому, что упрощённую модель найти легко. Кто бы уже посложнее рассказал ))

вот оно что, ну ничего, мы двигаемся от простого к сложному

Считать самолёт материальной точкой хорошо только для режимов установившегося полёта (режим максимальной скорости, крейсерский и т. д.). Чтобы показать «характер» ЛА, требуется сразу учесть, что силы прикладываются к разным точкам.

Например: сила тяжести приложена к центру тяжести; а точка приложения вектора подъёмной силы может смещаться в любую сторону, в зависимости от скорости, угла атаки, крена и конечно же особенностей конструкции конкретного крафта.

В пределах запаса устойчивости (опять же разного, для разных машин), возникающие моменты гасятся планером (оперением, V крыла, круткой профилей), дальше требуется участие пилота в той или иной форме.

В рамках игры мы должны будем уменьшить подобные разворачивающие моменты до комфортного для игрока уровня. Однако если рассматривать самолёт как материальную точку, то на выходе с высокой вероятностью получим физику «летающих кирпичей».

Хорошая лётная модель будет допускать, что два самолёта с близкими массой, тягой и  геометрией, могут иметь совершенно разное поведение в воздухе на разных режимах полёта.

Могу так же поделиться технической литературой по теме.

Литературе буду рад.
По аэродинамическим силам такая грустная история, они ведь не приложены конкретно к какой-то точке, это распределенная нагрузка, и в случае неустановившегося полета там все меняется, например делает самолет бочку и появляется распределение углов атаки по размаху крыла. Чем больше учитываем тем точнее модель.

Ну вообще там с учётом аэродинамической и геометрической крутки интегрированием считается подъёмная сила крыла. Только никому не интересно так заморачиваться. В какой точке прилагается сила к 2D профилю ищется на графиках в этому профилю. Не всегда это одна точка. Бывает подъёмная сила равна 0, а крутящий момент далеко не нулевой. Куда прикладывать силу к 3D профилю, а точнее к крылу, это уже сами подумайте. В идеале знать данные о реальном крыле, его моменте. Разделите момент на силу получите плечо. Это как один из вариантов. Обычно на уже рассчитанных коэффициентах выезжают, как например в JSBsim. Там уже нет необходимости заморачиваться с точкой приложения силы.

А как вытащить из формулы подъёмной силы угол, на которой мне надо повернуть самолёт (2d, вид сбоку)?

Как добиться поведения, когда при выключенном двигателе самолет начинал клевать носом?

Как тут один-в-один (с 14-ой секунды):

(тап - самолёт набирает скорость и задирает нос, отпускаем - нос начинает заваливаться, самолет теряет высоту)

TirexiK
> А как вытащить из формулы подъёмной силы угол, на которой мне надо повернуть
> самолёт (2d, вид сбоку)?

Формула подъёмной силы: L = Cy * S * 0.5 * rho * v^2
Вопрос, где тут угол, который нужно вытащить?
На видюшке же вообще аркадная динамика, отношения к реальности не имеющая.