Analiza charakterystyk aerodynamicznych samolotów klasy uav z wykorzystaniem programu tornado

W pracy przedstawiono obliczenia charakterystyk aerodynamicznych lekkich samolotów kategorii bezzałogowy statek powietrzny (BSP, ang. UAV - Unmanned Aerial Vehicle). Wykorzystaną metodą obliczeń jest metoda panelowa (ang. VLM – Vortex Lattice Method) wraz z jej praktyczną realizacją w programie Tornado. Jako podstawę weryfikacji poprawności obliczeń przyjęto wyniki tunelowych badań eksperymentalnych wybranych samolotów. Metoda panelowa, obok metody CFD (ang. Computational Fluid Dynamics), jest jedną z metod wykorzystywanych w lotnictwie, w numerycznych obliczeniach przepływów. Cechą charakterystyczną metody panelowej jest rozwiązywanie przepływów potencjalnych. Ogranicza to jej zastosowanie do użytkowego zakresu kątów natarcia skrzydła samolotu, bez możliwości modelowania i analizy oderwania strug powietrza. Do zalet wymienionej metody zaliczamy szybkość wykonywanych obliczeń oraz stosunkowo łatwą do opanowania teorię i implementację numeryczną. Program Tornado jest dopracowanym, dostępnym bezpłatnie narzędziem dedykowanym do obliczeń charakterystyk aerodynamicznych samolotów metodą panelową. Dzięki implementacji w środowisku MatLab, dostęp do kodu źródłowego w postaci plików *.m jest bezpośredni. Cechy te czynią go potencjalnie użytecznym w projektowaniu lekkich samolotów bezzałogowych. Samoloty tej klasy są często konstrukcjami, powstającymi w warunkach ograniczonego zaplecza badawczego i finansowego. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie możliwości obliczeniowych programu Tornado, jego ograniczeń, napotkanych problemów i doświadczeń w modelowaniu lekkich samolotów bezzałogowych.

The paper contains analysis of aerodynamic characteristics of UAV with the use of Tornado software. The aim of work is to investigate the usefulness the software in the design of UAV aircraft. The calculated aerodynamic characteristics of selected models were compared with available aerodynamic experimental data. The publication presents also range of calculated aerodynamic data and experiences in aircraft geometry modeling which allows to avoid errors in numerical calculations.