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航空機の重量推定

コンポーネントの重量データが利用できない場合,最大離陸重量,燃料消費量,または操縦性について航空機の設計をどのように評価すればよいでしょうか.この例では重量推定法を使って,航空機の形状といくつかの設計変数から質量特性を導き出します.

モデル

ボーイング737-800の2つのモデル(一つは質量特性が既知で,もう一つは質量特性が推定されている)を比較します.

この例ではAircraftライブラリにある重量推定方法を使用して,ボーイング737-800の3時間15分の飛行を,質量特性(質量,慣性テンソル,質量中心の位置)が既知である場合と推定された場合とで比較します.

燃料消費の比較

この特定のケースでは,重量推定方法によって重量がわずかに過小評価され,スロットル要求が小さくなり燃料消費も小さくなっています.

上のプロットは,質量特性が既知の場合と推定された場合の消費燃料の質量を示している.中央のプロットは,航空機全体の質量とタンク内に残っている燃料を示している.最後のプロットはエンジンのスロットル位置を示している.

設計の制約に対する反応

どちらの航空機も飛行中の荷重係数と動圧に設定された制約を満たしています.制約の値は重量推定方法に使用されるため,推定される質量特性にも影響します.

上のプロットは,既知および推定の質量特性を持つボーイング737-800の荷重係数と,最大荷重係数の制約集合を示す.下のプロットは動圧および最大動圧の制約集合を示す.

Aircraftライブラリを使用した重量推定による航空機の質量特性の推定