Detail předmětu
Aeroelasticita
FSI-OAE Ak. rok: 2021/2022 Zimní semestr
Ucelený výklad problematiky interakce tekuté a tuhé fáze aplikovaný na poddajné atmosferické letadlo. Zahrnuje fyzikální děje, jejichž podstatou jsou vzájemné vazby a účinky aerodynamických, elastických a setrvačných sil při relativním pohybu poddajného letounu a vzduchu. Řešení hlavních úloh aeroelasticity – stanovení kritických rychlostí statických a dynamických aeroelastických jevů (divergence, reverze řízení a flatru).
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Pomocí jednoduchých výpočtových modelů se student naučí kvalitativně i kvantitativně posoudit vhodnost koncepčního i konstrukčního uspořádání navrhovaného letounu z hlediska jeho aeroelastických vlastností.
Prerekvizity
Znalosti teorie pružnosti a pevnosti konstrukce, základní znalosti dynamiky těles.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení
Podmínkou k udělení zápočtu je 90% fyzická účast na cvičeních. Dále je třeba předložit zkompletovaná a dopracovaná výpočtová cvičení, resp. protokoly z laboratorních úloh. Získání zápočtu je podmínkou připuštění ke zkoušce. Zkouška je písemná.
Učební cíle
Objasnit fyzikální podstatu nejdůležitějších aeroelastických jevů, s nimiž se můžeme setkat při provozu atmosférických letadel.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
90% účast na cvičení, odevzdání protokolů ze všech zadaných příkladů.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-LKT-P: Letecká a kosmická technika, magisterský navazující
specializace STL: Stavba letadel, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Historický úvod. Základní pojmy a aeroelastické charakteristiky letounu.
2. Vlastní frekvence izolovaných kmitů. Metody výpočtu vlast.frekvence.
3. Vlastní frekvence kroutivých a ohybových kmitů křídla.
4. Vlastní frekvence složených ohybově-kroutivých kmitů křídla. Metody 2D a 3D řešení.
5. Torzní divergence křídla. Podmínka divergence. Řešení 2D úloh.
6. Třírozměr. případ torzní divergence křídla. Příčinkové součinitele.
7. Podstata reverze řízení. Reverze křidélek. Podmínka reverze. Vliv šípu na statické aeroelastické jevy.
8. Základy nestacionární aerodynamiky. Aerodynam.síly na kmit.profilu.
9. Dynamické aeroelastické jevy.
10. Podstata ohybově-kroutivého flatru křídla. 2D a 3D případ.
11. Metody výpočtu krit. rychlosti flatru. Vliv konstrukčních parametrů.
12. Experimentální aeroelasticita.
13. Metody průkazu aeroelastické odolnosti.
Laboratorní cvičení
1 hod., povinná
Osnova
1.Měření kritické rychlosti flatru v aerodynamanickém tunelu.
Cvičení
12 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Výpočet deformace nosníku. Castigliánova věta
2. Výpočet vlastních frekvencí kmitání tělesa či soustavy těles.
3. Výpočet vlastní frekv.ohybového harmon.kmitání Rayleighovou metodou.
4. Výpočet vlastní frekvence kroutivého kmitání Rayleighovou metodou.
5. Výpočet kritické rychlosti torzní divergence – 2D případ.
6. Výpočet kritické rychlosti torzní divergence – 3D případ.
7. Vliv excentricity na kritickou rychlost torzní divergence.
8. Výpočet kritické rychlosti reverze příčného řízení – 2D případ.
9. Výpočet kritické rychlosti reverze příčného řízení – 3D případ.
10. Výpočet vlast.frekv.ohybově-kroutivého kmitání Galerkinovou metodou.
11. Výpočet kritické rychlosti flatru přímého samonosného křídla.
12. Modelové výpočty systémem MSC.Nastran