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飛行機の運動方程式:力の釣り合い

縦方向の運動方程式

進行方向の力F (質量x加速度)は、推力-抗力、および重力の進行方向の成分で決まる。また、それに直交する方向の力Fは、揚力ー重力の成分 で決まる。

揚力、重さ、推力、抗力の釣り合いの式から、運動方程式が求められる。

釣り合い:機体全体の重心周りの(モーメント=0)になる点
静安定:迎角変化に対する頭上げモーメント変化の大きさ(負ならば安定)

つまり,釣り合いはモーメントそのもの,安定はモーメントの変化率に注目しているとも言えます。

参考文献: F. Gavilan et al ,Output-Feedback Control of the Longitudinal Flight Dynamics Using Adaptative Backstepping ,Universidad de Sevilla,50th IEEE CDC & ECC, Orlando 2011
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紙飛行機の調整:縦安定

飛行機の軌跡を見れば、縦の安定性が解る。
調整は、尾翼端に僅かな曲りつけて、後端の揚力によって揚力中心を変えることで行う。
1.ノーズが重すぎる場合は、後端に下向きの揚力を
2.ノーズが軽すぎる場合は、後端に上向きの揚力を

1.は、通常の旅客機がノーズを重くなるようにして、尾翼に下向きの揚力を発生させている場合と同様である。

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後部の端にスジを入れて、後端部の揚力を調整する。

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仰角が増加すると、空力中心に上昇する力が増大し、回転モーメント(トルク)が発生して、仰角を安定させる。(重心位置が前にあれば)

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