Transcript Odabir konfiguracije

Presents
Zadatak tima Nixxa 2006
Izraditi konceptualni projekt zrakoplova za turističko
razgledavanje, koji bi se još mogao koristiti i za
podizanje padobranaca.
Kao specijalni zahtjev zrakoplov bi trebao imati
STOL karakteristike i povećanu brzinu penjanja.
Zadatak tima Nixxa 2006
Izraditi konceptualni projekt zrakoplova za turističko razgledavanje, koji bi se još
mogao koristiti i za podizanje padobranaca. Kao specijalni zahtjev zrakoplov bi
trebao imati STOL karakteristike i povećanu brzinu penjanja.
Korisni teret (Payload):
9 putnika s osobnom prtljagom
(10 kg po putniku)
Trajanje leta (Endurance):
2 sata
Visina leta (Altitude):
12000 stopa
Brzina krstarenja
(Cruise speed):
150 knots
Polijetanje i slijetanje
(Take-off and Landing):
- 900 ft groundrun na razini mora
(standardni dan)
- Performanse pri slijetanju za
WL = 0.90 WTO
Misije zrakoplova Nixxa
Turističko
razgledavanje
Bacanje
padobranaca
Članovi tima prikupili su sljedeće zrakoplove:
Antonov An - 14
Beech King Air 350
Beech King Air B200
Britten-Norman
BN2 Islander
De Havilland Canada
DHC-3 Otter
Cessna 208 Cravan
Dornier DO 28D
De Havilland Canada
DHC-6 Twin Otter
Harbin Y 11B
IAI Arava
Partenavia P-68
Pilatus PC-6 Porter
Reims (Cessna)
F406 Caravan
Piper PA-60
Aerostar
Rockwell Shrike
Commander 500S
SIAI Marchetti
SF600
Proračun masa
Regresijeskom analizom za bazu podataka odabranih
sličnih zrakoplova izračunate su vrijednosti:
WTO  WOE  WPL  WF
WPL  1700lb
WE  4966,6 lb
WF  1006,1 lb
WCREW  375lb
WTO  8041lb
Zrakoplovi od 11 do 19 su eliminirani:
 odstupanje u WTO
 zadani FAR 23 (konfiguracija dvomotorca)
Analiza senzitivnosti Nixxe
Senzitivnost težine polijetanja o promjeni težine
korisnog tereta
WTO
WTO
 B
 3.455lb/lb
WPL
D  C  1  B  WTO
Senzitivnost težine polijetanja o promjeni finese
pri krstarenju
 F  Eltr Vltr  c p ,ltr
WTO

 -140.62lb
2
 ( L D) 375 p  L D ltr
Početni dijagram polara Nixxe
dobiven na temelju procijenjene površine : S = 258.36 ft2 (24 m2)
Konačni dijagram polara Nixxe
dobiven na temelju konačne površine : S = 310 ft2 (28.8 m2)
Usporedba početnog i konačnog
dijagrama polara Nixxe
Iz analize senzitivnosti promjene težina < 5%
Matching dijagram
Matching dijagram
Brzina penjanja
3002
ZRAKOPLOVI:
2502
2450
2002
RC
[ft/min] 1502
1800
1516
1340
1002
1700
1850
1800
1550
1100
970
502
2
1
2
3
4
5
6
Zrakoplovi
7
8
9
10
1. Britten-Norman BN-2 Islander
2. Rockwell Shrike Commander
3. SIAI-MarchettiSF.600TP
4. Vulcanair VA 300
5. Beech King Air B200
6. Reims F406 Caravan 2
7. Harbin Y-11 B
8. Piper PA-60 Aerostar
9. Partenavia P-68TC
10.ZRAKOPLOV NIXXA
Odabir konfiguracije Nixxe
Faktori sa značajnim utjecajem na odabir
konfiguracije zbog specifičnosti zadane misije:
STOL karakteristike
Preglednost iz putničke kabine
Brzina penjanja
 prosječna brzina penjanja razmatranih 9 zrakoplova: RC = 1786 ft/min
 brzina penjanja Nixxe: RC = 1700 ft/min
Lako iskakanje padobranaca iz zrakoplova
Odabir pogonskog sustava
Potrebna snaga motora Pone engine = 350 HP
Odabran motor:
Proizvođač
Tip
Snaga
Rollse Royce
Serija 250 model B17
400 HP
Brzina penjanja & Snaga OE
3000
ZRAKOPLOVI:
2500
2450
RC
[ft/min] 2000
&
1500
P
[HP]
1000
1850
1800
1516
1340
1700
1800
1550
1100
970
850
500
290
260
400
500
420
349
300
288
208
0
1
2
3
4
5
6
Zrakoplovi
7
8
9
10
1. Britten-Norman BN-2 Islander
2. Rockwell Shrike Commander
3. SIAI-MarchettiSF.600TP
4. Vulcanair VA 300
5. Beech King Air B200
6. Reims F406 Caravan 2
7. Harbin Y-11 B
8. Piper PA-60 Aerostar
9. Partenavia P-68TC
10.ZRAKOPLOV NIXXA
Brzina penjanja & Snaga OE
ZRAKOPLOVI:
2500
RC
[ft/min]
1. Britten-Norman BN-2 Islander
2. Rockwell Shrike Commander
3. SIAI-MarchettiSF.600TP
4. Vulcanair VA 300
5. Beech King Air B200
6. Reims F406 Caravan 2
7. Harbin Y-11 B
8. Piper PA-60 Aerostar
9. Partenavia P-68TC
10.ZRAKOPLOV NIXXA
2000
1500
&
1000
P [HP]
500
0
1
2
3
4
5
6
Zrakoplovi
7
8
9
10
Snaga OE
Brzina penjanja
Odabir propelera
Odabrani propeler:
Proizvođač
Max. Snaga
Broj krakova
Korak
Promjer
Hartzell
450 HP
4
reverzibilni
Dp = 1,9 m
Projektiranje trupa
Pilotska kabina (kokpit)
2 sjedišta – pilot i kopilot
Pod pilotske kabine uzdignut u odosu na pod putničke
kabine
Vidno polje pilota u
horizontalnoj travnini
Vidno polje pilota u
vertikalnoj ravnini
Projektiranje trupa
Putnička kabina
Dobra iskoristivost prostora za putnike
Kabina ne treba biti pod tlakom
Odabrani presjek trupa:
Pravokutni poprečni presjek sa zaobljenjima
Projektiranje trupa
Putnička kabina
Razmak između sjedala
0,9 m – gornja granica
turističke ekonomske
klase
Dodatno sklopivo sjedalo
pored vrata (10-ti putnik)
Svaki putnik ima
zaseban prozor
Montaža sjedala
izvedena pomoću
kopči
Klizna vrata smještena u
stražnji red putničke
kabine, izvlačiva s vanjske
strane trupa
Broj putnika u zrakoplovu
12
12
ZRAKOPLOVI:
10
9
9
Broj 8
putnika
6
1. Britten-Norman BN-2 Islander
2. Rockwell Shrike Commander
3. SIAI-MarchettiSF.600TP
4. Vulcanair VA 300
5. Beech King Air B200
6. Reims F406 Caravan 2
7. Harbin Y-11 B
8. Piper PA-60 Aerostar
9. Partenavia P-68TC
10.ZRAKOPLOV NIXXA
8
7
6
6
6
6
5
4
2
1
2
3
4
5
6
Zrakoplovi
7
8
9
10
Alternativni raspored sjedala
Projektiranje trupa
Projektiranje krila
Izvedba krila
Fowler-ovo
zakrilce s jednim
procjepom
Klasično krilce
Krilo ojačano
ramenjačama
Krilo poduprto
upornicama
Projektiranje krila
Odabran aeroprofil NACA 64(1)412
Relativna debljina aeroprofila: t/c = 0,12
Površina krila: S = 28,8 m2
Raspon krila: b = 17 m
Aspektni omjer:
A = 10
Suženje krila:
λ = ct/cr = 1
Kut strijele krila:
Λc/4 = 0
Kut dihedrala:
Γ=0
Raspon krila & aspektni odnos
ZRAKOPLOVI:
25
1. Britten-Norman BN-2 Islander
2. Rockwell Shrike Commander
3. SIAI-MarchettiSF.600TP
4. Vulcanair VA 300
5. Beech King Air B200
6. Reims F406 Caravan 2
7. Harbin Y-11 B
8. Piper PA-60 Aerostar
9. Partenavia P-68TC
10.ZRAKOPLOV NIXXA
20
b [m]
15
&
A
10
5
0
1
2
3
4
5
Zrakoplovi
6
A
7
8
9
10
b
Snaga OE & površina krila
ZRAKOPLOVI:
60
1. Britten-Norman BN-2 Islander
2. Rockwell Shrike Commander
3. SIAI-MarchettiSF.600TP
4. Vulcanair VA 300
5. Beech King Air B200
6. Reims F406 Caravan 2
7. Harbin Y-11 B
8. Piper PA-60 Aerostar
9. Partenavia P-68TC
10.ZRAKOPLOV NIXXA
50
P [HP*102]
&
S [m2]
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
Zrakoplovi
7
8
S
9
10
P
Projektiranje repa
Izvedba repa
Konvencionalni
rep – horizontalni
stabilizator nalazi
se u korijenu
vertikalnog
stabilizatora
Projektiranje repa
Horizontalni stabilizator
Površina, S
6.87 m2
Raspon
5.04 m
Odabran aeroprofil
NACA 0012
Strijela napadne ivice
5.45°
Strijela izlazne ivice
5.45°
Suženje
0.7
Vertikalni stabilizator
4.87 m2
2.42 m
NACA 0012
40°
15°
0.5
Podvozje
Dimenzioniranje povozja:
Neuvlačivo podvozje tipa tricikl
Ušteda na masi i prostoru
(nije potrebno spremište za podvozje)
Amortizeri – na glavnoj nozi u obliku elastične noge
– na nosnoj nozi su uljno zračni amortizeri
Na prednjem podvozju jedna guma
Aerodinamički profilirani poklopci na kotačima radi
smanjenja otpora
Podvozje
Savijanje glavne noge podvozja
Određivanje težišta Nixxe
Zadovoljen uzdužni
kriterij prekretanja:
  21.8
Zadovoljen poprečni
kriterij prekretanja:
  53.73
Položaji koordinata težišta pojednih komponenata Nixxe
Uzdužna stabilnost Nixxe
Bočna stabilnost Nixxe
Minimalna brzina upravljivosti s
otkazom jednog motora
Zadovoljen maksimalni otklon
kormila pravca:
 r  23,5  25 
Brzina krstarenja
300
ZRAKOPLOVI:
288
280
260
240
1. Britten-Norman BN-2 Islander
2. Rockwell Shrike Commander
3. SIAI-MarchettiSF.600TP
4. Vulcanair VA 300
5. Beech King Air B200
6. Reims F406 Caravan 2
7. Harbin Y-11 B
8. Piper PA-60 Aerostar
9. Partenavia P-68TC
10.ZRAKOPLOV NIXXA
246
Vcr 220
[kts] 200
193
180
160
140
177
176
165
157
143
150
127
120
100
1
2
3
4
5
6
Zrakoplovi
7
8
9
10
Dolet zrakoplova
2000
ZRAKOPLOVI:
1807
1800
1600
1400
R
1200
[Nm] 1000
1034
800
600
1201
1215
1153
718
756
300
400
200
280
162
0
1
2
3
4
5
6
Zrakoplovi
7
8
9
10
1. Britten-Norman BN-2 Islander
2. Rockwell Shrike Commander
3. SIAI-MarchettiSF.600TP
4. Vulcanair VA 300
5. Beech King Air B200
6. Reims F406 Caravan 2
7. Harbin Y-11 B
8. Piper PA-60 Aerostar
9. Partenavia P-68TC
10.ZRAKOPLOV NIXXA
Max visina leta zrakoplova
40000
ZRAKOPLOVI:
35000
35000
30000
27000
30000
habs
25000
[ft]
20000
25000
24000
19400
15000
21200
19685
13200
10000
12000
5000
1
2
3
4
5
6
Zrakoplovi
7
8
9
10
1. Britten-Norman BN-2 Islander
2. Rockwell Shrike Commander
3. SIAI-MarchettiSF.600TP
4. Vulcanair VA 300
5. Beech King Air B200
6. Reims F406 Caravan 2
7. Harbin Y-11 B
8. Piper PA-60 Aerostar
9. Partenavia P-68TC
10.ZRAKOPLOV NIXXA
OZNAKA
JEDINICA (S.I.)
DIMENSION(US)
28,8 m2
310 ft2
Raspon krila
17 m
55,68 ft
Kut dihedrala
0°
0°
Suženje krila
0,7
0,7
Kut strijele krila
0°
0°
Aeroprofil
NACA 64(1)-412
NACA 64(1)-412
OZNAKA
HORIZONTALNI REP
VERTIKALNI REP
Površina krila, S
Krilo
Rep
Trup
Površina
6.874 m2
74 ft2
4.877 m2
52.5 ft2
Raspon
5.04 m
16.55 ft
2.42 m
7.94 ft
4.8 m
15.75 ft
4.95 m
16.24 ft
Krak repa
Suženje
0.7
0.5
Aspektni omjer
3.7
1.2
Aeroprofil
NACA 0012
NACA 0012
OZNAKA
TRUP
KABINA
Duljina
10.4 m
34.12 ft
4.66 m
15.29 ft
Visina (maks.)
1.75 m
5.74 ft
1.55 m
5.085 ft
Širina (maks.)
1.5 m
4.92 ft
1.3 m
4.265 ft
Mase
OZNAKA
JEDINICA (S.I.)
OZNAKA (US)
Masa praznog zrakoplova, WE
2252.8 kg
4966.6 lb
771.107 kg
1700 lb
456.36 kg
1006.10 lb
170.097 kg
375 lb
3647.336 kg
8041 lb
Rate of climb, RC
8.64 m/s
1700 ft/min
Take-off groundrun, STOG
274.32 m
900 ft
Take-off, STO
455.37 m
1494 ft
Landing groundrun, SLG
274.32 m
900 ft
Landing, SL
543.15 m
1782 ft
Stall speed in landing
configuration, SSL
107.9 km/h
58.3 kts
Approach speed, VA
140.2 km/h
75.8 kts
Masa korisnog tereta, WPL
Ukupna masa goriva, WF
Masa članova posade, WCREW
Ukupna masa zrakoplova, WTO
Preformanse
Pitanja?
Kraj
Hvala na pažnji