Aircraft 1.0
=================================================================================================
Расчёт аэродинамических , высотно - скоростных параметров воздушных судов и элементов навигации.
Расчёт реализован средствами Excel + VBA
В данной версии приложения реализованы методики расчёта для
дозвуковых воздушных судов с турбореактивными двигателями.
При запуске файла обязательно включите поддержку макросов !!!
Таблица <Speed>
=================================================================================================
В данной таблице реализована возможность используя массив данных
по параметрам атмосферы расчитать истинную скорость с учётом
расширенных данных по поправке на сжимаемость воздуха от высоты.
Таблица <Data>
=================================================================================================
В данной таблице хранятся массивы данных
Массивы <Cy закр> и <Cx закр>
Строки это изменения угла атаки от 0 до 25 градусов
Столбцы это углы отклонения закрылков от 1 до 45 градусов
В примере Ту-154М данные введены только в столбцы 15 - 28 - 36 - 45
Массивы <Cy > и <Cx>
Строки это изменения угла атаки при полёте без закрылков от 0 до 25 градусов
Столбцы это изменение истинной скорости М ( 0,00 - 2,40 )
Массив <Cr> это массив данных по удельному расходу топлива от высоты и скорости
Массив <Pmax> это массив данных по максимальной доступной тяге от высоты и скорости
Массив <K> максимальное качество крыла горизонтального полёта от высоты и скорости
Массив <Vсж> поправка на сжимаемость воздуха от высоты и скорости
Таблица <Loading>
=================================================================================================
В данной таблице выполняем загрузку и расчитываем центровку
Задаём дальность полёта и расстояние до запасного аэродрома
Задаём среднюю путевую скорость и средний расход топлива
Задаём вес пустого снаряженого ВС и др. данные
По умолчанию параметры заданы для Ту-154М
Выбираем количество экипажа и пассажиров.
Для универсальности приложения реализованы 3 салона по 100 / 200 / 300 чел
Для расчёта других ВС необходимы точные данные по расположению
центров тяжести элементов загрузки которые находятся в столбце "H".
В текущем варианте введены данные для Ту-154М
Загрузка грузовых отсеков
Для универсальности приложения реализованы 4 грузовых отсека по 10000 кг
Вариант загрузки Ту-154М
Грузовой отсек № 1 не более 6500 кг
Грузовой отсек № 2 не более 5000 кг
Грузовой отсек № 3 0 кг
Грузовой отсек № 4 0 кг
Заправка топлива
Для универсальности приложения реализованы
3 фюзеляжных бака по 20 000 кг каждый
2 внутренних крыльевых бака по 50 000 кг
2 средних крыльевых бака по 25 000 кг
2 внешних крыльевых бака по 15 000 кг
Максимальная заправка до 240 000 кг
Порядок заправки и максимумы топлива для Ту-154М
Фюзеляжный бак № 3 ( Бак № 1 3300 кг )
Средние крыльевые баки ( Бак № 3 не более 10850 кг)
Внутренние крыльевые баки ( Бак № 2 не более 19000 кг)
Фюзеляжный бак № 2 ( Бак № 4 не более 6600 кг )
При загрузке и заправке топливом распределяем массы так чтобы
значение САХ % было от 24 до 32 ( в идеале 28 )
Таблица <Cockpit>
=================================================================================================
Управление
Интуитивно понятный интерфейс. Почти всё как в кабине пилотов.
В самом верху сигнальная панель где фиксируется
- превышение максимальной скорости
- режим работы двигателей
- контроль выпуска закрылков
- текущий угол атаки ( УА ) и др.
В центре полётного дисплея указатель угла тангажа
Верхний полуштурвал находится над углом тангажа и при перемещении ползунка вверх
( эквивалент движения от себя ) задаёт отрицательный тангаж
Нижний полуштурвал находится под углом тангажа и при перемещении ползунка вниз
( эквивалент движения на себя ) задаёт положительный тангаж
Слева от полётного дисплея панель режимов полёта
Справа от полётного дисплея расположены ползунки текущей H1 и заданной H2 высот.
Над ними расположены указатели вертикальной скорости Vy и УНС ( угол набора или снижения )
Слева от угла тангажа расположены указатели скоростей
Справа от угла тангажа расположены указатели высот
Под полётным дисплеем находятся задатчики по крену и расстоянию до курсового маяка
Ещё ниже расположены основные органы управления воздушным судном на земле и в воздухе
Левая и правая педали которые создают тормозное усилие в кгс
Задатчики отклонения средних интерцепторов ( ИС ) и внутренних интерцепторов ( ИВ )
выпускают интерцепторы от 0 до 100 % от максимального заданного угла с шагом 10 %
РУД - рычаг управления тягой двигателя в % от максимальной доступной тяги
В данном контексте это чистая математика и конечно не настоящий РУД
Но в будущем поработаем и над дросселированием.......
Закрылки "работают" в диапазоне от 1 до 45 градусов при условии наличия данных
в массивах <Cy закр> <Cx закр> в таблице Data по нужным углам отклонения
Шасси выпускаем или убираем соответствующим переключателем
Запуск двигателей производим в зависимости от конфигурации двигателей
Для двухмоторных Дв2 - Дв3
Для трёхмоторных Дв1 - Дв2 - Дв3
Для четырёхмоторных Дв2 - Дв3 - Дв4 - Дв5
Задатчик отклонения рулей высоты ( РВ ) в градусах ( Кабрирование от 0 до -30 ) ( Пикирование от 0 до +30 )
Задатчик отклонения стабилизатора ( СТАБ ) в градусах ( Кабрирование от 0 до -10 ) ( Пикирование от 0 до +10 )
Задатчик реверса ( РЕВЕРС ) задаёт среднее усилие обратной тяги от 0 до 30 000 кг
Ввод данных для расчета параметров и получение результатов производим на прототипе FMC / MCDU
( черный зкран с кнопками по обеим сторонам )
Справа от FMC диаграмма вертикального профиля полёта
Выбираем начальную точку диапазона ( левый список под диаграммой )
Выбираем конечную точку диапазона ( правый список под диаграммой )
Нажимаем кнопку DVP ( Diagram of the Vertical Profile )
Для отображения данных на диаграмме необходимо завершить
ввод данных по всем путевым точкам плана полёта в режиме BSDR
Другими словами для полноценной работы с диаграммой нужно завершить полёт
Если будет нарушена логика выбора точек с помощью списков
то приложение выдаст соответствующее предупреждение
Для смотрибельности данных на диаграмме диапазон ограничен 10 - ю путевыми точками
START - Начало нового полёта
Активируем режим Start нажатием кнопки START
В кратком диалоге приложение предупредит о потере данных при активации нового полёта
Далее подтверждаем активацию нового полёта нажав на кнопку OK
Если на экране появится надпись о готовности к полёту значить все OK
Нажимаем кнопку Oтмена для выхода из режима.
ADD - Aero Dinamic Data - Аэродинамические данные
Активируем режим Aero Dinamic Data нажатием кнопки ADD
По умолчанию введены значения для Ту-154М
Для расчетов по новому ВС нужен ввод новых аэродинамических данных
Нажимаем кнопку OK и смотрим результаты
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
ND - NavData - Навигационные данные
Активируем режим NavData нажатием кнопки ND
В верхней части экрана вводим данные для расчёта
По умолчанию многие значения равны текущим значениям полёта
В нижней части экрана отображаются данные которые будут расчитаны
Нажимаем кнопку OK и в нижней части экрана смотрим результаты
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
Текущие навигационные данные для наглядности отображаются
на импровизированном навигационном дисплее правее Cockpit
Навигационный угол ветра ( НУВ ) - синяя стрелка
Заданный путевой угол ( ЗПУ ) - зелёная стрелка
В левом верхнем углу навигационного дисплея указатели
скорости ветра , истинной воздушной скорости и путевой скорости
в м / сек , узлах , км / час
PLAN - Flight Plan - План полёта
Активируем режим Flight Plan нажатием кнопки PLAN
На экране доступно 36 ячеек для 36 путевых точек разбитых на два столбца
Вводим план полета сверху вниз в первый столбец ( Страница 1 )
Затем вводим остальную часть плана полета сверху вниз во второй столбец ( Страница 2 )
Разрывы при вводе плана полета не допускаются
Сохраняем план полёта нажатием кнопки OK
Все путевые точки автоматически добавляются в список путевых точек
который находится под экраном FMC слева
ENG - Engine - Параметры двигателя
Активируем режим Engine нажатием кнопки ENG
В верхней части экрана вводим данные по двигателю
По умолчанию введены данные для Д-30КУ-154
Обратите внимание на стороку " Метод расчёта тяги двигателя " и список для выбора
Выбираем <Данные> если уже заполнен массив данных Pmax в таблице Data
Выбираем <Формула> если массив данных Pmax не заполнен
В данном варианте приложения массив данных Pmax не заполнен
Используется вариант <Формула> для определения падения тяги
двигателя от скорости , высоты и массы
В нижней части экрана отображаются данные которые будут расчитаны
Нажимаем кнопку OK и в нижней части экрана смотрим результаты
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
FLIGHT - Расчёт параметров взлёта
Активируем режим Flight нажатием кнопки FLIGHT
Для активации на панели режимов полёта должна гореть надпись "Взлёт"
В верхней части экрана вводим данные для расчёта
По умолчанию масса ВС равна взлётной массе заданной в таблице <Loading>
Для удобства работы можно ввести любое значение взлётной массы
в ячейку рядом где по умолчанию значение равно "0"
В нижней части экрана отображаются данные которые будут расчитаны
Нажимаем кнопку OK и смотрим результаты
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
LANDING - Расчёт параметров посадки
Активируем режим Landing нажатием кнопки LANDING
Для активации на панели режимов полёта должна гореть надпись "Посадка"
В верхней части экрана вводим данные для расчёта
По умолчанию масса ВС равна текущей массе в зависимости от выбранной путевой точки
Минимальная посадочная масса будет задана при выборе конечной точки полёта
Для удобства работы можно ввести любое значение посадочной массы
в ячейку рядом где по умолчанию значение равно "0"
В нижней части экрана отображаются данные которые будут расчитаны
Нажимаем кнопку OK и смотрим результаты
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
BSDR - Board System Data Recording - Бортовая система записи данных
Перед активацией режима BSDR выставляем все параметры по новой путевой точке
Затем активируем режим NavData
Вводим навигационные данные по новой путевой точке
Нажимаем кнопку OK для расчёта и сохранения данных
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
Выбираем новую путевую точку с помощью списка путевых точек
После этого активируем режим Board System Data Recording кнопкой BSDR
Нажимаем кнопку OK для выполнения расчётов и сохранения данных
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
Если была выбрана пройденная путевая точка то после нажатия кнопки BSDR
отобразятся сохранённые данные по этой точке.
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
ADF - Aero Dinamic Focus - Аэродинамический фокус
Активируем режим Aero Dinamic Focus кнопкой ADF
По умолчанию введена метрика для Ту-154М
Для расчетов по новому ВС нужен ввод новых данных
в режиме Aero Dinamic Data и Aero Dinamic Focus
Для повышения точности расчёта выбираем
- координату фокуса прямоугольного крыла X F пр
- производную от коэффициента подъёмной силы Cy по углу атаки крыла бесконечного удлинения
в соответствии с профилем крыла воздушного судна
Учитываем также изменения этих значений в зависимости от скорости полёта М
Все эти данные берутся из характеристик профиля крыла
По умолчанию эти значения равны X F пр = 0,200 и Cy ' ( УА ) = 5,00
Выбор расположения двигателей задаём соотвествующим списком
Нажимаем кнопку OK и смотрим результаты
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
STAB - Long Stability - Продольная устойчивость
Перед активацией режима Long Stability необходимо завершить расчёт
аэродинамического фокуса ( Aero Dinamic Focus )
Далее активируем режим Long Stability кнопкой STAB
По умолчанию введены данные для Ту-154М
Для повышения точности расчёта выбираем коэффициент момента тангажа Cm0
при нулевой подъёмной силе Y1 крыла из характеристик профиля крыла
По умолчанию для Ту-154М Cm0 = 0,150
Выбран из атласа профилей крыла подходящих под профили Ту-154М
Для стабилизации ВС задаём углы отклонения рулей высоты и стабилизатора
Нажимаем кнопку OK и смотрим результаты
Суммарный козффициент момента тангажа должен быть близок к нулевому значению
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
Если значение суммарного козффициента момента тангажа далеко от нулевого
выставляем новые углы отклонения рулей высоты ( РВ ) и стабилизатора ( СТАБ )
Повторно активируем режим Long Stability кнопкой STAB
Нажимаем кнопку OK и смотрим результаты
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
LG - Landing Gear - Шасси
Активируем режим Landing Gear нажатием кнопки LG
Вводим данные по шасси в верхней части экрана
По умолчанию масса ВС равна взлётной массе заданной в таблице <Loading>
Для удобства работы можно ввести любое значение массы
в ячейку рядом где по умолчанию значение равно "0"
Введены данные для Ту-154М
В нижней части экрана отображаются данные которые будут расчитаны
Нажимаем кнопку OK и смотрим результаты
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
ABRS - Air Brake System - Воздушная система торможения
Активируем режим Air Brake System нажатием кнопки ABRS
Вводим данные в верхней части экрана
По умолчанию введены данные для Ту-154М
В нижней части экрана отображаются данные которые будут расчитаны
Нажимаем кнопку OK и смотрим результаты
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
BRS - Brake System - Cистема торможения
Активируем режим Brake System нажатием кнопки BRS
Вводим данные в верхней части экрана
По умолчанию введены данные для Ту-154М ( Тормозное колесо КТ141Е )
В нижней части экрана отображаются данные которые будут расчитаны
Нажимаем кнопку OK и смотрим результаты
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
ARPT - Airport - Аэропорт
Активируем режим ARPT нажатием кнопки ARPT
Вводим код ICAO в верхней части экрана для Airport А
Вводим код ICAO в нижней части экрана для Airport B
Нажимаем кнопку OK для вывода данных по указанным аэропортам
При наличии данных по обоим запрошенным аэропортам выводится
расчёт расстояния между ними в км и милях
Нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима.
В базе данных приложения более 1500 аэропортов со всего мира с длиной ВПП от 2000 м
База данных составлена по данным сайта avia.world и официальных сайтов аэропортов
Если попадутся двойники то заходим в таблицу <Airport> и используем встроенный поиск Excel
Таблица <Landing>
=================================================================================================
Детальный расчёт параметров посадки.
Своего рода посадочный симулятор.
В центре показана стандартная схема посадки
Схема состоит из пяти участков
L1 - дистанция пролёта от торца ВПП до касания ВПП
T1 - время в сек на прохождение дистанции L1 ( время расчитывается )
L2 - дистанция движения от точки касания ВПП до включения режима "Реверс"
T2 - время в сек на прохождение дистанции L2 ( диапазон от 0 до 60 сек )
L3 - дистанция движения в режиме "Реверс"
T3 - время в сек на прохождение дистанции L3 ( диапазон от 0 до 60 сек )
L4 - дистанция движения от момента выключения режима "Реверс" до включения режима "Тормоз"
T4 - время в сек на прохождение дистанции L4 ( диапазон от 0 до 60 сек )
L5 - дистанция движения в режиме "Тормоз"
T5 - время в сек на прохождение дистанции L5 ( диапазон от 0 до 60 сек )
V23 - скорость между участками L2 и L3
V34 - скорость между участками L3 и L4 и скорость контроля выключения режима "Реверс"
V45 - скорость между участками L4 и L5
Вертикальная скорость снижения < Vy > ( диапазон от 0 до 10 м / с )
Высота пролёта торца ВПП < H > ( диапазон от 0 до 20 м )
Задаём скорость ветра в м / сек
Задатчик скорости ветра настроен так что при движении ползунка влево от нуля
значение минус а при движении вправо плюс
Соответственно значение с минусом это встречный ветер а с плюсом попутный
Ародинамические параметры
< Sкр > - площадь крыла
< Cу закр > - коэффициент подъёмной силы закрылков
< Cx > - коэффициент сопротивления при пробеге включая интерцепторы и шасси
< Dк > - диаметр колеса в мм
< Kтр > - коэффициент трения качения в мм
Задаём посадочную массу воздушного судна ( диапазон от 0 до 500 000 кг )
Задаём тягу двигателей при посадке в режиме "МГ" ( диапазон от 0 до 10 000 кг )
Задаём среднее усилие реверса ( диапазон от 0 до 30 000 кг )
Задаём тормозное усилие ( диапазон от 0 до 10 000 кг )
По умолчанию все данные введены для Ту- 154М
В верхнем правом углу смотрим результаты
Дистанция пробега Lпр в метрах
Дистанция посадки Lпос в метрах
Общее время посадки в сек
Внимание !
================================================================================================
Для получения корректных результатов внимательно вводите все данные.
Всплывающие окна с текстом содержат краткую справочную информацию.
Таблицы не защищены !!! Осторожно с ячейками где хранятся формулы !!!
Добавление и удаление строк или столбцов в таблицах производить нельзя
В приложении реализована защита от некорректных действий пользователя при работе с FMC
Но учитывая вероятность подглючивания Excel при работе с FMC выполняем алгоритм
1 - активируем нужный режим соотвествующей кнопкой
2 - вводим или корректируем данные на экране
3 - нажимаем кнопку OK для расчёта
4 - нажимаем кнопку Отмена для выхода из режима
В архиве есть рисунки ВПП для таблицы <Landing> и ND для таблицы <Cockpit>
на случай если Excel вдруг откажется их отображать
При появлении вопросов , замечаний и предложений пишите
[email protected]
Всем спасибо!
Список литературы
================================================================================================
В. П. Бехтир, В. М. Ржевский, В. Г. Ципенко
ПРАКТИЧЕСКАЯ АЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА Ту -154М
Ю.Н.Сарайский, И.И.Алешков
АЭРОНАВИГАЦИЯ ЧАСТЬ I. ОСНОВЫ НАВИГАЦИИ Учебное пособие
Ефимов В.В., Ефимова М.Г.
ОСНОВЫ АВИАЦИИ Часть I ОСНОВЫ АЭРОДИНАМИКИ И ДИНАМИКИ ПОЛЕТА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Романенко В.А.
АЭРОДРОМЫ, АЭРОПОРТЫ, АВИАКОМПАНИИ Конспект лекций
Кафедра Теории корабля и гидромеханики
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ САМОЛЕТА ПРИ НУЛЕВОЙ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЕ
М. В. ЧУДАКОВ
ПОСТРОЕНИЕ ПОЛЯР И РАСЧЕТ ДИНАМИКИ ПОЛЕТА ДОЗВУКОВЫХ САМОЛЕТОВ
В. Л. Балакин, Т. А. Баяндина
РАСЧЕТ ЛЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, ПРОДОЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ И УПРАВЛЯЕМОСТИ
ДОЗВУКОВОГО САМОЛЕТА Электронное учебное пособие САМАРА 2011