X-Plane Plane-Maker

[PFL]

Sitten on toki joukko ihmisiä, jotka tuntuvat suunnitelevan lentokoneita X-plane lentosimulaattorilla. Kun on tullut tutustuttua hieman tuohon aerodynamiikkaan, lentokoneen mitoitukseen ja hieman on päässyt jyvälle myös siitä miten X-plane mallintaa koneet, voin sanoa että minä en lentäisi sellaisella koneella, joka on suunniteltu X-planella.
...
Koneen Cd0-arvokin annetaan manuaalisesti, ja toisin kuin monet tuntuvat luulevan, softa ei mallinna vastusta rungon muodosta. Samaten tuntuu olevan yleinen käsitys että softa tekisi "CFD-analyysiä lennossa", ei pidä sekään paikkaansa. Profiilista on yksi epätarkka painejakaumakäyrä esimallinnettu, ja softa käyttää siitä taulukoituja arvoja. Ja kuten arvata saattaa, kyseessä on vaan yksi tapaus yhdellä Reynolds numberilla.

Tästä postauksesta on mennyt pari vuotta - oliko tässä Karoliina kyseessä versio 8.x?
Olen näemmä poistanut X-planen omalta koneelta kun kovalevyltä loppui tila, joten en pääse nyt tarkistamaan mitä tuon PlaneMakerin parametrit oli syönyt.

Ajan tässä takaa lähinnä sitä, että tekeekö tolla yhtään mitään... jotkut on jutelleet että ainakin potkuria voisi tuolla kohtuudella mallintaa. Nykyversio on 9.x, toiko se mallinnukseen jotain uutta?

[PFL]

Löytyi pari näkemystä Homebuilt Airplanes -foorumilta:

Just keep in mind the discussion we had some time ago regarding X-plane. It is a game designed for the casual or amateur designer. Yes, it does have viable math behind it but there's much it cannot and will not tell you, especially near the edges of your flight envelope or areas where the airplane is outside the normal cruise flight attitude. And last time i looked, it also has no numerical output so cannot provide you with coefficients, which are of course the only meaningful bit of information that you can base design evaluations on. But it will provide you with a bit of qualitative information within the cruise, take-off and landing parts of your flight envelope so you'll at least get an idea of how your plane might fly once you get it in the air.

IMHO X-plane version 7 is the best one for simulation like you are looking for. Later versions started getting more cluttered up for the gamer market. Other than some things like tire friction coefficients the newer versions don't do anything better than the older versions. Load time is much quicker with the old ones as well.

If you keep in mind the programs limitations and spend the time to accurately setup the parameters it can be a very good tool. You're not going to get hard real world numbers but it will let you know quickly if you have any serious problems. It also gives good feed back on little changes such as 2 more inches of prop diameter or another 1/2 degree of wing wash out. Again, not numbers that you can directly relate to the real world, but the magnitude of the trends is close.

http://www.homebuiltairplanes.com/forums/aircraft-design-aerodynamics-new-technology/8222-aircraft-design-sanity-check.html

[Karri Koivusalo]

Tuossa ketjussa ollaan suurinpiirtein oikeilla jäljillä, muutamissa asioissa ollaankin varsin pihalla siitä mitä softa tekee tai jättää tekemättä. Uskon että se kelpaa pintapuoliseen tutkimukseen siitä millainen kone on normaalissa operoinnissa (siis se mikä olisi normaalia operointia cessnalle ja matkustajakoneelle, ei CAPille tai Extralle...) Soft pullauttaa datadumpissa kaikki kertoimet ja niistä johdetut voimat toisin kuin väitettiin, mutta täysin vaille huomiota jää:

Rungon aiheuttamat ohjainpintojen katveet, rungon sisään asennettu siipi toimii kuin vapaassa virtauksessa (toisista ohjainpinnoista aiheutuvat lasketaan hyvin karkeasti). Rungon aiheuttamat aerodynaamiset voimat on laskettu Stetson-Harrison -yhtälöllä.
Siivissä olevien epäjatkuvuuskohtien vaikutukset; pyöräkotelot eivät voi haukata ilmaa, dogtoothit tai siipiaidat eivät tee mitään (nuoli- tai deltasiiven siiven kärkeä kohti aiheuttaman virtauksen vaikutukset lasketaan korjauskertoimilla), siiven likaisuuden vaikutusta ei voi määritellä; PIK-20 -simulaatio voisi tästä pikkuisen kärsiä.
Aeroelastisuus, siipi on äärettömän jäykkä kappale.
Vorteksit, niin siivissä kuin rungossa.

Massan jakautumista ei juurikaan huomioida. Koko koneelle voi antaa korjatut pyörähdusinertiat, mutta silloinkaan ei voida vaikuttaa mihinkään yksittäiseen komponenttiin eikä matkatavaran vaikutuksiin, ohjelman kannalta on sama lataako sata kiloa kuormaa painopisteeseen tai 50 kiloa molempien siipien kärkiin. (tarkasti sanottuna ohjelma kyllä osaisi laskea vaikutuksen... jos se tietäisi kuormauksen.) Moottorin massa ja painopiste arvataan ohjelmassa (plus moottoreiden ominaisuudet ovat vähän sinnepäin). Polttoainesäiliöt ovat myös määritelty massakeskiöinä, joka vaikkapa käyttäessä torsiopalkkia polttoainesäiliönä ei toimi oikein. Minkäänlaista inertiakytkentätutkimusta tapahdu, joskin silloin ollaan yleensä jo vähän eksoottisempien vempaimien parissa.

Supersoonisten virtausten tullessa kuvioihin ohjelma siirtyy muutamien mittojen perusteella tehtyihin oletuksiin koneen käyttäytymisestä.

X-Plane on kyllä oikein mukava ohjelma, jossa on kiva tehdä lentokonemalleja ja vaikka kokeilla alustavasti konseptejakin. Sopivasti kikkailemalla, piilottelemalla lisäsiipiä ja varsinkin plug-ineillä voi saavuttaa hyvinkin realistisia lentomalleja, mutta silloin on kyseessä jo jotain muuta kuin lentokoneen kehitystyö.

[Karri Koivusalo]

Päivitetäänpä lausuntoa vähän. Uusi X-plane 10 mallintaa siiven joustoa, tosin pelkän G-kertoimen kautta. Aerodynaamisten voimien aiheuttamia joustoja tai kiertoa ei mallinneta, ainakaan vielä.

Lisäksi kuormaukseen on tullut lisää tarkkuutta, kuormalle voi viimein asettaa erilaisia parametrejä, lisäksi jonkinlaista inertiakytkentääkin mallinnetaan.

Laskutelinekuilujen aiheuttaman ilmanvastuksen mallinnusta on parannettu, nyt on parametri jolla määritellään vastusta vastaavan suoran levyn pinta-ala. Momenttia tosin ei ilmeisesti mallinneta.

[Karri Koivusalo]

X-planen ongelma on siinä että fanipojat huutavat kuorossa kuinka se ja vain se mallintaa lentokoneen käytöksen 100% realistisesti blade element theoryn ansiosta.

Muuten asian voisi jättää simuporukoitten sisäisen väittelyn aiheeksi, mutta X-planea on käytetty pääohjelmistona ainakin yhden experimentalin tekemisessä, joka nousi puuskassa ilmaan, puuskan tyynnyttyä tuli tonttiin ja meni rikki. Vaikeahko sanoa oliko kyseessä se että suunnittelu perustui lähes täysin X-planeen, mutta kone ei sen koommin ole lentänyt, ja tapauksesta on tähän mennessä 8 vuotta. Tässä linkki: http://www.wingco.com/genesis_of_aircraft.htm