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主翼の翼型が747A315、水平尾翼の翼型がNACA0006で質量が2Kgの飛行機がある。
主翼翼面積が0.1m^2、水平尾翼面積が0.01m^2、主翼のコード長が10cm、 重心から水平尾翼空力中心までの距離を0.2mとする。 機体全体の重心が主翼の前縁からコード長の35パーセントの位置にあるものとし、吹き下ろし角の主翼迎え角に対する変化は0.4、主翼迎え角がゼロ度の時の吹き下ろし角を0.5度とする。

この飛行機が高度1000mを時速150Kmで安定に(ピッチング運動しないで)定常水平飛行するためには、水平尾翼の取り付け角(トリム角)を何度とする必要があるか計算する。

1)定常水平飛行するために必要な揚力を発生するために必要な揚力係数
2)迎え角
3)水平尾翼容積
4)重心周りのモーメントをゼロとするためのC_m0
5)重心周りのモーメントをゼロとするための、水平尾翼取り付け角
をもとめよ。

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A 回答 (1件)

この問題は、以下の変遷をたどっている様ですが、


http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6891835.html 
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6893186.html
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6893629.html
(全て同一ID・標題で発信されているのでややこしいです。何らかの区分をお願いします。)
問題内容が確定せずに刻々修正されていっているので、この「問題」が初めから存在せず、
ご質問者様が考え出したものであると思われるのですが、これは「不可能問題」です。

>1)定常水平飛行するために必要な揚力を発生するために必要な揚力係数
これを質問されるというのは「航空力学の教科書を開いたことも無い」事になり、飛行機の
設計に関わるご質問の中に出る事に多分に違和感があるのですが。
L=1/2・ρ・V^2・CL・S からそのまま出ます。高度1000mですから、標準大気表から
ρ=0.11336 kg・m^4/s^2 を得れば、
L=W= 2kg =1/2・0.11336・41.67^2・0.1・CL なので、
CL=0.20321....  となります。(旧来の重力単位系で計算しています。)

>2)迎え角
上記 1)で求めた CLを得られる角度ですが、747A315の揚力係数表が与えられていない
ので「回答不能」です。

>3)水平尾翼容積
Vh=Sh/S・L/t から 0.2です。 2番目のご質問(#6893186)から倍になってますが、
これでも少なすぎます。静安定を得るには、実機で0.3~1.0、高い自律安定を要求される
フリーフライト模型飛行機では 0.5~2.0 必要です。(当然、重心位置にもよります。)

>4)重心周りのモーメントをゼロとするためのC_m0
意味不明です。Cm0 は零揚力モーメントであり、重心回りをゼロにする係数ではありません。

>5)重心周りのモーメントをゼロとするための、水平尾翼取り付け角
主翼と水平尾翼のCmαも不明であるので、求めることは不可能です。

問題本文に戻って、「ピッチングしない安定飛行」のトリム角ということですが、それ以前に
この飛行機には静安定が無いので、発散しない動安定を得ること自体無理です。

こちらの本を見れば、フリーフライト機はまるごと設計出来ます。
http://www.amazon.co.jp/%E6%A8%A1%E5%9E%8B%E9%A3 …
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Q六方晶における格子面を(0001)と4桁で

3次元結晶の場合、格子の面や格子ベクトルは
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Aベストアンサー

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Qサバテサイクル

サバテサイクルの熱効率の導出ができません。
それらしい形になってはきたのですが、どうしてもできません。

導出過程を教えていただけませんか?

Aベストアンサー

サバテサイクルの各状態を次のようにおきます。
1→2:断熱圧縮
2→3:等容燃焼
3→4:等圧燃焼
4→5:断熱膨張
5→1:等容変化
各温度、容量、圧力をT,V,Pとし各状態の場合はその添え字をつける。
2→3:等容燃焼のとき給熱量をQ1、3→4:等圧燃焼のときの給熱量をQ1'
5→1:等容変化の放熱量をQ2とおく、ガスの質量をm、等容比熱をcv
等圧比熱をcpとする。比熱比をkとする。
Q1=Q1+Q1'=mcv(T3-T2)+mcp(T4-T3)、Q2=mcv(T5-T1)
理論熱効率をηthとすると次のようになる。
ηth=1-Q2/Q1=1-(T5-T1)/{(T3-T2)+(T3-T2)+k(T4-T3)}
次に各温度を求める。
1→2:断熱圧縮よりT1V1^(k-1)=T2V2^(k-1)よってT2=T1ε^(k-1)、ただしε=V1/V2
2→3:等容燃焼よりT2/P2=T3/P3よってT3=T2(P3/P2)={T1ε^(k-1)}(P3/P2)={T1ε^(k-1)}ζ、ただしζ=P3/P2
3→4:等圧燃焼よりT3/V3=T4/V4よってT4=T3(V4/V3)={T1ε^(k-1)}ζρ、ただしρ=V4/V3
4→5:断熱膨張よりT4V4^(k-1)=T5V5^(k-1)よってT5=T4(V4/V5)^(k-1)
=T4{(V4/V3)^(k-1)}{(V3/V5)^(k-1)}={T1ε^(k-1)}ζρ×{ρ^(k-1)}/ε^(k-1)=T1ζρ^k
※ここで図にサバテサイクルを描くと分かるとおり、ε=V1/V2=V3/V5(またはV2=V3,V1=V5)
以上よりηth=1-(T5-T1)/{(T3-T2)+(T3-T2)+k(T4-T3)}に上で求めた各温度を代入すると
ηth=1-T1(ζρ^k-1)/{[T1ε^(k-1)](ζ-1)+k[ζT1ε^(k-1)](ρ-1)}
=1-{1/ε^(k-1)}×{(ζρ^k-1)/[(ζ-1)+k(ρ-1)]}

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5→1:等容変化
各温度、容量、圧力をT,V,Pとし各状態の場合はその添え字をつける。
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5→1:等容変化の放熱量をQ2とおく、ガスの質量をm、等容比熱をcv
等圧比熱をcpとする。比熱比をkとする。
Q1=Q1+Q1'=mcv(T3-T2)+mcp(T4-T3)、Q2=mcv(T5-T1)
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