آنالیز پایداری هواپیما در مجاورت زمین

بررسی اثر سطحی زمین بر روی هواپیما در حین بلند شدن و نشستن و یا وسایلی که به مدت طولانی در مجاورت زمین پرواز می کنند از اهمیت ویژه ای برخوردار است . در مجاورت زمین ضرایب آیرودینامیکی به طور قابل توجهی با ارتفاع تغییر می کنند. حرکت جسم در مجاورت زمین مدهایی را ایجاد می کند که کاملا با مشخصه های خارج از اثر سطحی زمین فرق می کند و ممکن است جسم در این مدها ناپایدار باشد. در کل بررسی اثر سطحی زمین موجب طراحی واقعی کنترل کننده های پروازی می شود، طوریکه بتوانند هواپیما یا جسم پرنده را در مجاورت زمین به خوبی هدایت کنند. در این پژوهش ، ابتدا مشتق های آیرودینامیکی، بدون در نظر گرفتن اثر سطحی زمین، با استفاده از روابط موجود در مرجع datcom محاسبه می شوند. این درون یابی، جهت محاسبه مشتق های پایداری در این پژوهش انجام شده است . جهت محاسبه مشتق های پایداری با در نظر گرفتن اثر سطحی، در ابتدا با استفاده از ضرایب آیرودینامیکی وابسته به ارتفاع که قبلا محاسبه شده، مشتق های آیرودینامیکی وابسته به ارتفاع محاسبه می شوند. در مرحله بعد، اثر سطحی زمین در معادلات حرکت وارد می شود و سپس معادلات حرکت حول یک وضعیت دائمی خطی سازی می شود، و در نهایت معادله مشخصه پایداری جسم که ضرایب آن وابسته به ارتفاع می باشند بدست می آید. جهت تحلیل پایداری، ریشه های معادله مشخصه جسم در نمودار r-locus بر حسب ارتفاعات مختلف رسم می شود و سپس با استفاده از معیار پایداری r-locus می توان بر روی پایداری جسم در مدهای حرکتی آن بحث کرد. دست آوردهای این روش بررسی با نتایج موجود در مراجع دیگر مقایسه شد که نتایج رضایت بخشی را داشت .