Πάτρα, Μάρτιος 2010 Νέα Βάση Δεδομένων και Γραμμικές Συσχετίσεις Κύριων Παραμέτρων για τον Προκαταρκτικό Σχεδιασμό Πολιτικών Αεροχημάτων Συμπεριλαμβάνοντας.

Παρουσίαση με θέμα: "Πάτρα, Μάρτιος 2010 Νέα Βάση Δεδομένων και Γραμμικές Συσχετίσεις Κύριων Παραμέτρων για τον Προκαταρκτικό Σχεδιασμό Πολιτικών Αεροχημάτων Συμπεριλαμβάνοντας."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Πάτρα, Μάρτιος 2010 Νέα Βάση Δεδομένων και Γραμμικές Συσχετίσεις Κύριων Παραμέτρων για τον Προκαταρκτικό Σχεδιασμό Πολιτικών Αεροχημάτων Συμπεριλαμβάνοντας τα Επίπεδα Θορύβου Ξενάκης Κ. Βούβακος Α.Μ. 4997 Εργαστήριο Αεροδυναμικού Σχεδιασμού Αεροχημάτων Επιβλέπων καθηγητής: Ι. Καλλιντέρης

2 2 Ενότητες Παρουσίασης Στόχοι διπλωματικής εργασίας Νέα βάση δεδομένων Στατιστική ανάλυση και συσχετίσεις Κανονισμοί νόμιμων εκπομπών θορύβου Συσχετίσεις κύριων παραμέτρων για δικινητήρια αεροσκάφη Jet, Turboprop και ελικοπτέρων Light Utility Συμπεράσματα

3 3 Στόχοι της Διπλωματικής Εργασίας Η δημιουργία μιας νέας βάσης δεδομένων Εύρεση ισχυρών συσχετίσεων μεταξύ των σχεδιαστικών παραμέτρων Συμπερίληψη και αξιοποίηση δεδομένων θορύβου Η έκφραση των συσχετισμών σε απλές γραμμικές σχέσεις Επιτάχυνση του προκαταρκτικού σχεδιασμού αεροχημάτων

4 4 Νέα Βάση Δεδομένων Επιλογή «τράπεζας» δεδομένων  “Jane’s All the World’s Aircraft: Year 2004-2005 Τρόπος επιλογής σχεδιαστικών παραμέτρων και ταξινόμηση τους  (i) Βάρη και Φορτία  (ii) Γεωμετρικά χαρακτηριστικά → Εξωτερικές διαστάσεις και επιφάνειες  (iii) Επιδόσεις και Ώση/Ισχύ μηχανών  (iv) Δεδομένα θορύβου

5 5 Στατιστική Ανάλυση και Συσχετίσεις Γραμμική παλινδρόμηση (y=α+βx) Συντελεστής γραμμικής συσχέτισης (r) και ιδιότητες του.  Εάν 0<r<1 ή -1<r<0 τότε υπάρχει θετική ή αρνητική συσχέτιση μεταξύ των (Υ) και (Χ)  Εάν r =1 ή r = -1 τότε υπάρχει τέλεια θετική ή αρνητική συσχέτιση μεταξύ των (Υ) και (Χ)  Εάν r =0 τότε δεν υπάρχει συσχέτιση Συντελεστής προσδιορισμού (R 2 ) 

6 6 Κανονισμοί Νόμιμων Εκπομπών Θορύβου Στάθμη EPNL για την μέτρηση του θορύβου Περιοχές μετρήσεως θορύβου στα αεροσκάφη  Κατά την απογείωση (TO)  Κατά την πλάγια γραμμή (SL)  Κατά την προσέγγιση (AP) Περιοχές μετρήσεως θορύβου στα ελικόπτερα  Κατά την απογείωση (TO)  Κατά την προσέγγιση (AP)  Κατά την υπερπτήση (FO)

7 7 Κανονισμοί Νόμιμων Εκπομπών Θορύβου Επιτρεπτά επίπεδα θορύβου σύμφωνα με τους κανονισμούς FAA

8 8 Δικινητήρια Αεροσκάφη Jet

9 9 Συσχετίσεις Βαρών Απευθείας υπολογισμός του (W TO ) από την προδιαγραφή (Pax)  W TO = - (26,838) + (738)Pax R 2 =91.8% Προσδιορισμός του (W F ) παραλείποντας τις εξισώσεις Breguet  W TO = (25,665) + (2.19)W F R 2 =93.5% Εξίσωση βαρών W TO =W PL +W E +W F

10 10 Συσχετίσεις Γεωμετρικών Χαρακτηριστικών  Σχεδιασμός πτέρυγας  Σχεδιασμός ατράκτου  Σχεδιασμός ουραίου τμήματος Υπολογισμός της (S W ) μέσω του (W TO ) και προσδιορισμός του (W TO / S W )  S W = (13.06) + (0.001588)W TO R 2 =96.4%

11 11 Συσχετίσεις Γεωμετρικών Χαρακτηριστικών Νέα παράμετρος σχεδιασμού «όγκος» αεροσκάφους “V”=bLH  “V”= -(4661) + (0.2882)W TO R 2 =97% Γρήγορος υπολογισμός επιφανειών ουραίου τμήματος  S ELEV = (1.471) + (0.000104)W TO R 2 =89.1%

12 12 Συσχετίσεις Επιδόσεως και Ώσης Μηχανών Εκτίμηση της V STALL,L μέσω της V A V A = 1.3V STALL,L  S LFL = -(1195) + (20.12)V A R 2 =91.6% Υπολογισμός της (Τ) και του λόγου (T / W TO )  Τ= (25.41) + (0.002844) W TO R 2 =98.5%

13 13 Συσχετίσεις Θορύβου Παρατηρήσεις ως προς τον εκπεμπόμενο θόρυβο:  Το αερόχημα θεωρείται ως ενιαίο μηχανικό σύστημα  Δεν λαμβάνονται υπόψη οι λειτουργικές επιδόσεις  Σφάλμα στις μετρήσεις θορύβου Πρόβλεψη «θορυβότητας» και σχεδιασμός με χαμηλά επίπεδα θορύβου  SL= (87.89) + (0.000057)W TO R 2 =94.5%

14 14 Δικινητήρια Αεροσκάφη Turboprop

15 15 Συσχετίσεις Βαρών και Γεωμετρικών Χαρακτηριστικών Μετατροπή του (W / S W ) L από την προσγείωση στην απογείωση (W / S W ) TO  W L = - (449) + (1.006)W TO R 2 =99.8% Απευθείας υπολογισμός του (L) μέσω της προδιαγραφής (Pax)  L= (13.04) + (0.2285)Pax R 2 =93%

16 16 Συσχετίσεις Ισχύος Μηχανών και Θορύβου Εκτίμηση της (P) μέσω του (W TO )  P= -(220.7) + (0.2102)W TO R 2 =70% Ένδειξη «θορυβότητας» και σχεδιασμός με χαμηλά επίπεδα θορύβου  ΤΟ= (83.33) + (0.000184)W TO R 2 =95.6%

17 17 Ελικόπτερα Light Utility

18 18 Συσχετίσεις Βαρών Υπολογισμός του (W E ) μέσω του (W TO )  W E = (24,14) + (0.533)W TO R 2 =97.1% Εκτίμηση του (V F ) από το (W TO )  V F = -(70,86) + (0.270)W TO R 2 =87.1% Εξίσωση βαρών W TO =W E +W F +W CR +W PL

19 19 Συσχετίσεις για τον Σχεδιασμό Κύριου Στροφείου  Σχεδιασμός κύριου στροφείου  Σχεδιασμός εξωτερικών διαστάσεων και επιφανειών  Σχεδιασμός αντισταθμιστικού στροφείου Προσδιορισμός της (D MR )  D MR = (8,859) + (0,000783)W TO R 2 =88.2%

20 20 Συσχετίσεις Επιφανειών και Εξωτερικών Διαστάσεων Το γινόμενο (C MR D MR ) για τον προσδιορισμό της (S MR )  C MR D MR = (0,010) + (0,037)S MR R 2 =79.7% Νέα παράμετρος σχεδιασμού όγκος ελικοπτέρου “V H ”=LHD MR  “V H ”= (230,7) + (0,093)W TO R 2 =88.7%

21 21 Συσχετίσεις Αντισταθμιστικού Στροφείου και ΙσχύοςΜηχανών Το γινόμενο (C TR D TR ) για τον προσδιορισμό της (S TR )  C TR D TR = -(0,2267) + (0,22)S TR R 2 =95.3% Εκτίμηση της (P) μέσω του (W TO )  P= -(305,7) + (0,3913)W TO R 2 =87.3%

22 22 Συσχετίσεις Θορύβου Πρόβλεψη «θορυβότητας»  FO= -(80,35) + (0.002627)W TO R 2 =84.7% Σχεδιασμός με χαμηλά επίπεδα θορύβου  FO= (83.33) + (0.000184)C MR D MR R 2 =80.4%

23 23 Συμπεράσματα Η νέα βάση δεδομένων μπορεί να αξιοποιηθεί στον προκαταρκτικό σχεδιασμό πολιτικών αεροχημάτων Ταχεία εύρεση κύριων σχεδιαστικών παραμέτρων μέσω απλών γραμμικών σχέσεων με υψηλό συντελεστή προσδιορισμού R 2. H νέα παράμετρος «όγκος» αεροσκάφους “V” ή ελικοπτέρου “V H ” συσχετίζεται με κύριες παραμέτρους. Οι συσχετίσεις θορύβου προειδοποιούν από πολύ νωρίς για την «θορυβότητα» του αεροχήματος και παρέχουν την δυνατότητα σχεδιασμού με χαμηλά επίπεδα θορύβου.