SimSAC

Simulating Aircraft Stability and Control Characteristics for Use in Conceptual Design

Rys. 1  - Idea zmniejszenia czasu i kosztów realizacji projektu nowego samolotu

Główną ideą projektu SimSAC było zmniejszenie kosztów realizacji projektu nowego samolotu (Rys. 1). Powszechnie stosowane na etapie projektu koncepcyjnego, standardowe pół-empiryczne metody wyznaczania charakterystyk aerodynamicznych, często nie są wystarczająco dokładne, zwłaszcza gdy analizowany układ nie jest konwencjonalny. Błędy popełnione na wstępnym etapie bywają trudne do skorygowania i są źródłem poważnych dodatkowych kosztów wskutek konieczności powtarzania drogich badań w tunelach aerodynamicznych czy też badań w locie. Błędy popełnione na wstępnym etapie mogą również prowadzić do różnych problemów z produktem finalnym, takich jak opóźnienie całego projektu, w tym certyfikacji i dostawy do klienta, różne ograniczenia eksploatacyjne czy też pogorszenie uzyskanych osiągów. Dysponując metodami obliczeniowymi dającymi wiarygodne dane na etapie projektu koncepcyjnego można znacząco skrócić czas i zmniejszyć koszty i ryzyko ewentualnych błędów projektowych, korygując je tak wcześnie jak to możliwe. Podstawą do oceny jakości projektu są własności lotne samolotu, definiowane w oparciu o charakterystyki stateczności i sterowania. Możliwość sprawdzenia wpływu układu sterowania w tym systemów poprawy stateczności na własności lotne samolotu na etapie projektowania koncepcyjnego jest atrakcyjnym narzędziem i może pozwolić na rozszerzenie zakresu stosowalności projektowanego samolotu oraz pozwala rozważyć zupełnie nowe, nie stosowane dotychczas, konfiguracje. Wizją projektu SimSAC było stworzenie zintegrowanego środowiska projektowania i podejmowania decyzji, gdzie możliwe jest otrzymanie syntetycznych i wiarygodnych wyników dotyczących własności lotnych nowo projektowanego samolotu w możliwie krótkim czasie. System CEASIOM (Rys. 2), będący takim środowiskiem obliczeniowo-analitycznym, zaprojektowany i zbudowany został w ramach projektu SimSAC. Kluczowym elementem systemu CEASIOM jest moduł służący do oceny własności lotnych samolotu (SDSA), opracowany w Politechnice Warszawskiej.

Rys. 2  - Schemat blokowy środowiska CEASIOM

Ważniejsze publikacje związane z projektem SimSAC:

1. R. von Kaenel, A. Rizzi, J. Oppelstrup, T. Goetzendorf-Grabowski, M. Ghoreyshi, L. Cavagna, A. Bérard: Ceasiom: Simulating Stability & Control with CFD/CSM in Aircraft Conceptual Design, Proceedings of 26th INTERNATIONAL CONGRESS OF THE AERONAUTICAL SCIENCES, Anchorage 2008
2. T. Goetzendorf-Grabowski, J.B.Vos, A. Rizzi, P.Molitor, M.Tomac, S.Sanchi: Coupling Adaptive-Fidelity CFD with S&C Analysis to Predict Flying Qualities, AIAA Paper 2009-3630, San Antonio, TX,
   https://dx.doi.org/10.2514/6.2009-3630
3. A. Rizzi, T. Goetzendorf-Grabowski, J. Vos, D. Mieszalski, A. Da Ronch, M. Tomac, M. Ghoreyshi: Creating Aero-Databases by Adaptive-Fidelity CFD Coupled with S&C Analysis to Predict Flying Qualities, Proceedings of CEAS European Air & Space Conference, Manchester, 26-29 Oct 2009
4. A.Rizzi, P. Eliasson, C. McFarlane, T. Goetzendorf-Grabowski, J.B. Vos: Virtual-Aircraft Design & Control of TransCruiser - a Canard Conguration, AIAA Paper 2010-8245, Toronto, Ontario Canada,
   https://dx.doi.org/10.2514/6.2010-8245
5. T. Goetzendorf-Grabowski, D. Mieszalski, E Marcinkiewicz: Stability analysis using SDSA tool, Progress in Aerospace Sciences, Volume 47, Issue 8, November 2011, Pages 636–646,
   https://dx.doi.org/10.1016/j.paerosci.2011.08.007
6. A. Rizzi, P. Eliasson, T. Goetzendorf-Grabowski, J.B. Vos, M. Zhang, T.S. Richardson: Design of a canard configured TransCruiser using CEASIOM, Progress in Aerospace Sciences, Volume 47, Issue 8, November 2011, Pages 695-705,
   https://dx.doi.org/10.1016/j.paerosci.2011.08.011