Study of fhe flying and handling qualities of a glider-type aircraft for instruction purposes

• Castellanos Sanabria, Yeinson Alfonso ^[1] ; Rodríguez Pirateque, German Wedge ^[2]
  1. [1] Fundación Universitaria Los Libertadores

     Fundación Universitaria Los Libertadores

     Colombia

     
  2. [2] Centro Tecnológico de Innovación Aeronáutica, CETIA- JEA
• Localización: Ciencia y poder aéreo, ISSN-e 2389-9468, ISSN 1909-7050, Vol. 14, Nº. 2 (Julio-Diciembre), 2019, págs. 162-179
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Estudio de las cualidades de vuelo y manejo de una aeronave tipo planeador para instrucción
  • Estudo das qualidades de voo e manejo de uma aeronave tipo planador para instrução
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• Resumen
  • español

    El objetivo de este artículo es hacer un estudio de las cualidades de vuelo y manejo de una aeronave tipo planeador para propósitos de instrucción. Para el desarrollo, un modelo dinámico es propuesto en pequeñas perturbaciones a fin de calcular el estado de equilibrio longitudinal en condiciones de vuelo subsónico. Con los datos del equilibrio longitudinal, fueron mostradas las ecuaciones de movimiento linealizadas para hallar los valores numéricos dimensionales y adimensionales de las derivadas de estabilidad y control aerodinámico a lo largo de los ejes longitudinal y lateral-direccional. Seguido, las funciones de transferencia características por perturbaciones y aceleraciones para la velocidad de mejor relación de planeo, son encontradas para calcular las respuestas de la aeronave en controles aerodinámicos. Finalmente, las respuestas de estabilidad estática y dinámica fueron obtenidas, y así, las cualidades de vuelo y manejo fueron analizadas de acuerdo a los requerimientos estandarizados. Los resultados obtenidos son presentados a partir de coeficientes aerodinámicos, gráficas de Matlab® (Paso, impulso, rampa, diagrama de Bode y lugar de raíces), modos de estabilidad, curva de pendiente de sustentación de Rudder, punto neutro de controles fijos y el margen máximo de estabilidad permitido. De esta forma, el cálculo de estabilidad, los factores de influencia y sus efectos en las cualidades de vuelo y manejo de una aeronave tipo planeador fueron demostradas.

  • English

    The goal of this paper is to conduct a study on the flying and usability attributes of a glider-type aircraft used for instruction. For the development of this project, we propose a dynamic model where we introduce small disturbances to calculate the longitudinal trim state in subsonic flight conditions. Using longitudinal trim data, we showed the linearized equations of motion to find the dimensionless and dimensional numerical values for aerodynamic stability and control derivatives along the longitudinal and lateral-directional axes. After that, we foudnd the characteristic transfer functions using disturbances and accelerations for the sake of the best glide ratio speed, in order to calculate the aircraft responses in aerodynamic controls. Finally, we got the static and dynamic stability responses; and so, we analyzed the flying and usability attributes according to the standardized requirements. The results obtained are shown using aerodynamics coefficients, MatLab® graphs (step, impulse, ramp, Bode diagram and Root place), the stability modes, the rudder lift curve slope, the control fi xed neutral point and the maximum permissible stability margin. In this way, we showed the calculation of stability, influencing factors and its effects on the flying and usability attributes of a glider-type aircraft.

  • português

    O objetivo deste trabalho é fazer um estudo das qualidades de voo e manejo de um avião tipo planador para a instrução. Para o desenvolvimento, propomos um modelo dinâmico com pequenas perturbações para calcular o estado de compensação longitudinal em condições de voo subsônico. Com os dados de recorte longitudinal, mostramos as equações de movimento alinhadas para encontrar os valores numéricos adimensionais e dimensionais da estabilidade aerodinâmica e as derivadas de controle ao longo dos eixos direcionais longitudinal e lateral. A seguir, encontramos as características das funções de transferência por perturbações e acelerações à melhor velocidade de relação de planar para calcular as respostas da aeronave nos controles aerodinâmicos. Finalmente, obtivmos as respostas de estabilidade estática e dinâmica; e assim, analisamos as qualidades de voo e manejo de acordo com os requisitos padronizados. Os resultados obtidos se apresentam a partir de coeficientes aerodinâmicos, gráfi cos da MatLab® (passo, impulso, rampa, diagrama de Bode e lugar da raiz), os modos de estabilidade, a pendente da curva de elevação do volante, o ponto neutro fixo de controle e a margem de estabilidade máxima permitida. Desta forma, mostramos o cálculo da estabilidade, os fatores que influem e seus efeitos sobre as qualidades de voo e manejo de um avião tipo planador.