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A Calculation Method for Parametric Design Studies of V/STOL Aircraft

机译：V / STOL飞机参数设计研究的一种计算方法

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This paper provides a method that helps the aircraft designer to develop a performance constraint chart (PCC) for V/STOL aircraft that produce hybrid lift (static lift in combination with aerodynamic lift). The PPC provides a first estimation for the thrust to weight ratio (T_0/MTOW) and wing loading (MTOW/S). The method is applicable to concepts, where static lift and main-engine thrust are coupled by an augmentation ratio (e.g. the F-35B system, turbojet and lift-fan, coupled by a shaft) and to concepts, where static lift is produced by separate devices (e.g. lift-engines or other concepts for static lift). It includes thrust vectoring of the main engine.rnThe method includes the evaluation of certain conditions as there are short take off and landing (STOL), vertical landing (VL), one engine inoperative (OEI) conditions during climb (for civil aircraft concept applications) and cruise conditions. For each of these five segments, standard flight mechanic equations are extended by a static lift component, an augmentation ratio (a factor that describes the dependency of the thrust and the static lift, if coupled), and the thrust vectoring angle. Hence these equations are modified in a way that the aircraft designer can directly calculate To/MTOW over MTOW/S for the performance requirements of each segment. Thus, an optimum design point can be selected. Inputs are aerodynamic coefficients, maximum lift coefficient of the wing, mass fraction from take off to landing, additional static lift during take off and landing, number of engines, augmentation ratio of the propulsion system, and required take off and landing field length.rnA performance constraint chart for the JSF F-35B is modelled to show the application of the method. As an application to civil aircraft a PCC and a parameter optimisation for the civil regional jet "HyLiner" is presented.
机译：本文提供了一种方法，可帮助飞机设计人员为产生混合升力（静态升力和气动升力）的V / STOL飞机制定性能约束图（PCC）。 PPC提供了推力重量比（T_0 / MTOW）和机翼载荷（MTOW / S）的第一估算。该方法适用于通过升力比耦合静态升力和主机推力的概念（例如，F-35B系统，涡轮喷气发动机和提升风扇，通过轴耦合），以及通过以下方法产生静态升力的概念：单独的设备（例如，举升发动机或其他用于静态举升的概念）。它包括主机的推力矢量。rn该方法包括评估某些条件，因为在短距离起降（STOL），垂直着陆（VL），爬升过程中一个发动机不工作（OEI）条件下（适用于民用飞机概念应用） ）和巡航条件。对于这五个部分中的每一个，标准飞行力学方程式都由静态升力分量，扩展率（描述推力和静态升力的相关性（如果耦合）的因数）和推力矢量角来扩展。因此，对这些方程式进行了修改，使飞机设计人员可以针对每个航段的性能要求直接计算出相对于MTOW / S的To / MTOW。因此，可以选择最佳设计点。输入的信息包括空气动力学系数，机翼的最大升力系数，从起飞到着陆的质量分数，在起飞和着陆期间的附加静态升力，发动机数量，推进系统的增加率以及所需的起飞和着陆场长度。对JSF F-35B的性能约束图进行建模以显示该方法的应用。作为民用飞机的一种应用，提出了民用支线飞机“ HyLiner”的PCC和参数优化。

著录项

  • 来源
  • 会议地点 London(GB);London(GB)
  • 作者

    C. Gologan jr.; rnK. Broichhausen; rnJ. Seifert;

  • 作者单位

    Bauhaus Luftfahrt e.V. Boltzmannstr. 15 85748 Garching near Munich Germany;

    rnBauhaus Luftfahrt e.V. Boltzmannstr. 15 85748 Garching near Munich Germany;

    rnBauhaus Luftfahrt e.V. Boltzmannstr. 15 85748 Garching near Munich Germany;

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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 V212.131;
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