Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B9M38AML
Anotace:
Předmět poskytuje přehled hlavních poznatků z letecké aerodynamiky a mechaniky letu. V úvodní části předmětu jsou studenti seznámeni s modely a rovnicemi pro proudění nestlačitelné tekutiny a poté jsou odvozeny rovnice popisující silový a momentový účinek proudění na povrch aerodynamického profilu a křídla. V další části jsou odvozeny důležité vztahy popisující projevy stlačitelnosti, které jsou dále opět aplikovány na obtékání aerodynamických těles při vysokých subsonických a supersonických rychlostech. V rámci předmětu jsou probrány základní režimy mechaniky letu a základy návrhu vrtulí.
Osnovy přednášek:
1. | | Vlastnosti plynů, modely proudění, základní rovnice mechaniky tekutin a termodynamiky. |
2. | | Navier-Stokesova rovnice. Potenciální proudění, obtékání válce, vztah pro vztlak. Vlastnosti víru a vírových polí. |
3. | | Rozměrová analýza a podobnost, empirický vztah pro vztlak. Laminární a turbulentní proudění. Mezní vrstva. |
4. | | Geometrie profilu, aerodynamická síla a moment. Teorie tenkého profilu, integrální charakteristiky profilu. |
5. | | Vliv mezní vrstvy na integrální charakteristiky profilu, profilové řady. Metody singularit, panelové metody. |
6. | | Geometrie křídla. Teorie nosné čáry, indukovaný parametry. Rovnice jednoplošníku a její řešení. Vliv půdorysného tvaru a kroucení přímého křídla na jeho vlastnosti. |
7. | | Prostředky pro zvýšení vztlaku. Podmínky podélné statické stability. Koncept směrové a klonivé stability. |
8. | | Aerodynamika letounu – trup, vliv řídich ploch. Vliv umístění těžiště. Dynamická stabilita letounu. |
9. | | Propulzní soustava. Teorie vrtulové propulze. Turbínový proudový motor. |
10. | | Nosný rotor vrtulníku. Teorie leteckých vrtulí. Vírová teorie. Metoda elementárního profilu. Charakteristiky vrtule. Pevné a stavitelné vrtule. |
11. | | Mechanika letu - klouzavý, vodorovný, stoupavý let, ustálená vodorovná zatáčka, skluzová, výkluzová zatáčka |
12. | | Mechanika letu - Vliv hmotnosti a výšky. Vzlet a přistání. Model standardní atmosféry. |
13. | | Vliv stlačitelnosti. Kritické Machovo číslo, transsonická divergence, šípové křídlo. Transsonické proudění. |
14. | | Supersonické proudění, kritický stav. Rázová a expanzní vlna. Expanze. Nadzvukové obtékání šikmé desky. |
Osnovy cvičení:
Laboratoře budou probíranou teorii rozšiřovat o praktickou stránku, která se bude skládat z: i) výpočtů v Matlabu/Simulinku, CFD programu Fluent, ii) praktických ukázek v laboratořích a iii) praktických měření v aerodynamickém tunelu a na testbedu pro měření parametrů vrtule/motoru.
Konkrétně se bude jednat o:
a) | | Proudění v trubici, výpočet ztrát. Základní výpočty. Zadání semestrálních prací. |
b) | | Modelování proudění, program Matlab/Simulink (modelování potenciálního proudění) |
c) | | Numerické řešení proudových polí, CFD program Fluent. |
d) | | Integrální charakteristiky profilu. Návrh profilu požadovaných vlastností. Panelové metody. |
e) | | Integrální charakteristiky křídla. Křídlo a panelové metody. |
f) | | Návrh přímého křídla. Vliv klapek a kroucení křídla. |
g) | | Návrh ocasních ploch, stabilita a řiditelnost. |
h) | | Návrh požadovaného tahu pro vzlet, horizontální let, stoupání, VTOL. |
i) | | Návrh vrtule, metoda elementárního profilu. |
j) | | Mechanika letu. |
k) | | Izoentropické proudění, kritický stav. |
Experimenty:
Měření v aerodynamickém tunelu:
•Měření vztlaku, odporu – profilu, tělesa (měření v aerodynamickém tunelu)
oPorovnání s hodnotami získanými z výpočetního SW
•Měření rychlosti proudění - Prandtlova sonda, Pitotova trubice, vrtulkové sondy – vliv umístění a náklonu sondy na měření
Měření vrtulí:
•Měření statického tahu vrtulí – určení Figure of Merit, závislost tahu na otáčkách
•Měření tahu vrtulí v aerodynamickém tunelu – závislost tahu na otáčkách, vliv rychlosti nabíhajícího proudu
Literatura:
[1] | | Anderson, J. D. Jr.: Fundamentals of Aerodynamics. McGraw-Hill, 2007. ISBN: 13978-0-07-295046-5 |
[2] | | Hughton, E.,L., Carpenter P., W.: Aerodynamics for Engineering Students. Butterworth-Heinemann 2003. ISBN: 978-0-7506-5111-0 |
[3] | | Phillips, W. F.: Mechanics of Flight. John Wiley & Sons, 2004. ISBN: 0-471-33458-8 |
Požadavky:
Poznámka:
Předmět je odbornostně zajišťován ve spolupráci s Ústavem mechaniky tekutin a termodynamiky, Fakulta strojní |
Klíčová slova:
Aerodynamika, mechanika letu.
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Stránka vytvořena 3.7.2024 05:50:55, semestry: Z/2024-5, Z,L/2023-4, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |