Opera&onal limits Introduc)on to Aeronau)cal Engineering - PowerPoint PPT Presentation

Opera&onal ¡limits ¡ Introduc)on ¡to ¡Aeronau)cal ¡Engineering ¡ Dr. ¡ir. ¡Mark ¡Voskuijl ¡ Brazilian ¡Air ¡Force– ¡CC-­‑BY ¡

Opera&onal ¡limits ¡ • Manoeuvre ¡loads ¡ ü ¡ • Aeroelas<c ¡effects ¡ ü ¡ • Gust ¡loads ¡ • Mach ¡number ¡limits ¡ • Pressurized ¡cabin ¡

Wind ¡gusts ¡

Gust ¡loads ¡ Gust ¡velocity ¡

Gust ¡envelope ¡ n 2.5 1 V eas V d V c -1

Manoeuvre ¡envelope ¡ n 2.5 2.5 V s 1 1 V eas V d V d V df V c -1

Manoeuvre ¡envelope ¡

Design ¡dive ¡speed ¡ ​𝑊↓𝑒 , 𝑢𝑏𝑡 = ​ 1 / 2 ¡ 𝜍​𝑊↓𝑢𝑏𝑡↑ 2 ¡ ¡ ​ 1 / 2 ¡ 𝜍​𝑊↓𝑢𝑏𝑡↑ 2 = ¡ ​ 1 / 2 ¡ ​𝜍↓ 0 ​𝑊↓𝑓𝑏𝑡↑ 2 ¡ ​𝑊↓𝑒 , 𝑢𝑏𝑡 = √ ⁠ ​𝜍↓ 0 /𝜍 ¡ ¡. ¡ ​𝑊↓𝑒 , 𝑓𝑏𝑡 ¡

Design ¡dive ¡speed ¡ Al<tude ¡ Safety ¡margin ¡ True ¡Airspeed ¡

Opera&onal ¡limits ¡ • Manoeuvre ¡loads ¡ ü ¡ • Aeroelas<c ¡effects ¡ ü ¡ • Gust ¡loads ¡ ü ¡ • Mach ¡number ¡limits ¡ • Pressurized ¡cabin ¡

Maximum ¡Mach ¡number ¡ LiK-­‑drag ¡polar: ¡ With: ¡

An ¡airfoil ¡

Maximum ¡Mach ¡number ¡ • Shock ¡waves ¡appear ¡ • Can ¡cause ¡buffet ¡(vibra<ons) ¡ • The ¡aerodynamic ¡center ¡shiKs ¡ • Can ¡cause ¡a ¡severe ¡pitch ¡mo<on ¡ • Aerodynamic ¡control ¡surfaces ¡become ¡less ¡effec<ve ¡ ¡

Maximum ¡Mach ¡number ¡(2) ¡ Al<tude ¡ Safety ¡margin ¡ True ¡Airspeed ¡

Opera&onal ¡limits ¡ • Manoeuvre ¡loads ¡ ü ¡ • Aeroelas<c ¡effects ¡ ü ¡ • Gust ¡loads ¡ ü ¡ • Mach ¡number ¡limits ü ¡ • Pressurized ¡cabin ¡

Aircra@ ¡cabin ¡ Hawkeye ¡UK ¡– ¡CC-­‑BY-­‑SA ¡

Pressurized ¡cabin ¡ decreases ¡with ¡al<tude ¡ ¡ Thus ¡an ¡al<tude ¡limit ¡

Velocity ¡– ¡al&tude ¡diagram ¡ Al<tude ¡ True ¡Airspeed ¡

Opera&onal ¡limits ¡ • Manoeuvre ¡loads ¡ ü ¡ • Aeroelas<c ¡effects ¡ ü ¡ • Gust ¡loads ¡ ü ¡ • Mach ¡number ¡limits ü ¡ • Structural ¡limit ¡pressurized ¡cabin ü ¡

Curves ¡combined ¡ Thrust ¡limit ¡ Al<tude ¡ Depends ¡on ¡weight ¡ as ¡well ¡ Airspeed ¡

Flight ¡envelope ¡ Al<tude ¡ Airspeed ¡

Opera&onal ¡limits ¡ Brazilian ¡Air ¡Force– ¡CC-­‑BY ¡