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Lehrstuhl für Flugdynamik Prof. Dr.-Ing. W. Alles Datcom-Howto Andreas Gäb 22. April 2009 1

Datcom Howto

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Page 1: Datcom Howto

Lehrstuhl für Flugdynamik

Prof. Dr.-Ing. W. Alles

Datcom-Howto

Andreas Gäb

22. April 2009

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Page 2: Datcom Howto

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 3

2 Eingabedateien 42.1 Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Wichtige Namelists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.3 Wichtige Control Cards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3 Ausgabedateien 73.1 Fehlermeldungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2 Die .out-Datei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.3 Die .xml-Datei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4 Vorgehensweisen 104.1 Klassisches Drachenflugzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.1.1 Altes Digital Datcom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.1.2 Datcom+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.2 TVT am Höhenleitwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.2.1 Altes Digital Datcom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.2.2 Datcom+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.3 Trimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.4 Bestimmung des Flugzustands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.5 Wahl der Anstellwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.6 Verwendung von XFLR5-Ergebnissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5 Bekannte Fehler 135.1 Nicht implementiert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.2 Falsche Werte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.3 Fehlende Werte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.4 Programmbedienung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.5 Flügel mit Doppeltrapezgrundriss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

6 Hacks 156.1 Fehlendes CLR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156.2 Seitenruderwirksamkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156.3 Widerstand durch Schiebewinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

7 Erforderliche Daten 16

8 Beispieldatei 17

9 Installation 21

Literatur 22

Dokumentversion

Revision 105Letzte Änderung am 22.04.2009 um 13:05 durch gaeb.

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1 Einleitung

Das USAF Stability and Control Data Compendium, kurz Datcom, ist eine in den 1960erJahren von der US Airforce zusammengetragene Sammlung von analytischen und halb-empirischen Formeln, mit denen sich die Derivative eines Fluggerätes mit einer beeindru-ckenden Genauigkeit abschätzen lassen. Es besteht in seiner ursprünglichen Fassung auseiner Sammlung von ca. 3100 Blättern Papier. In den 1970er Jahren entstand daraus dasDigital Datcom, ein Fortran-Programm, welches die Formeln des Datcom auf dem PC be-rechnet. Die Bedienung dieses Programms erfolgte zunächst über Lochkarten, mittlerweilewerden Ein- und Ausgabedateien im Textformat verwendet. Um den Umgang mit diesemProgramm zu erleichtern, entstand u.a. Digital Datcom+.Das Grundprinzip bei der Arbeit mit dem Digital Datcom ist folgendes: Es wird eine

Eingabedatei erstellt, in der das Flugzeug beschrieben und ein oder mehrere Flugzuständedefiniert werden. Mit dieser Eingabedatei wird das Programm gestartet, worauf es eineAusgabedatei mit (hoffentlich) den gewünschten Daten erstellt. Aus dieser Datei müssendann die Daten zur Weiterverarbeitung extrahiert werden. Das Digital Datcom+-Paketstellt einen Präprozessor bereit, der kommentierte Eingabedateien erlaubt, sowie einenPostprozessor, der für andere Programme lesbare Ausgabedateien erzeugt.Entsprechend den verwendeten Methoden wird das Flugzeug in die vier Hauptkomponen-

ten Flügel, Rumpf, horizontales und vertikales Leitwerk aufgeteilt, aus denen verschiedeneKonfigurationen (Flügel-Rumpf, einzelnes Höhenleitwerk etc.) zusammengestellt und ana-lysiert werden können. Zu den Konfigurationen können noch weitere Komponenten wiebeispielsweise Klappen oder Antriebe definiert werden.In einer Eingabedatei können mehrere Cases definiert werden, die sich in bestimmten

Parametern unterscheiden. So können beispielsweise die Effekte mehrerer Klappen hinter-einander berechnet werden.Eine Einführung in Digital Datcom ist auch in [3] zu finden.

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2 Eingabedateien

Die Eingabedateien für das Digital Datcom umfassen sogenannte Namelists, in denen demProgramm Daten über das Flugzeug mitgeteilt werden, sowie Control Cards, mit denender Programmablauf gesteuert wird. Der Name Control Cards weist noch auf die ursprüng-lichen Lochkarten hin. Die Dateien bestehen aus normalem ASCII-Text und ähneln einerProgrammiersprache. Als Dateierweiterung wurde von Digital Datcom+ .dcm eingeführt.Die Dateien können mit einem beliebigen Editor erstellt werden. Bei Übertragung vonWindows nach Linux muss jedoch auch die Kodierung der Zeilenenden geändert werden.

2.1 Syntax

Control Cards sind einzelne Befehle, die eventuell noch einen Parameter erhalten. So legtbeispielsweise DERIV RAD fest, dass dynamische Derivative im Bogenmaß berechnet werden.Namelists sind Gruppen von Variablen, die zu einem bestimmten Bereich gehören. Siebestehen aus einem Dollarzeichen, dem Namen der Namelist, einer beliebigen Anzahl vonZuweisungen vom Typ Name=Wert, getrennt durch Kommata, sowie einem schließendenDollarzeichen. Jede Namelist kann beliebig oft mit beliebigen Zuweisungen in der Einga-bedatei auftauchen. Nicht verwendete Variablen einer Namelist müssen nicht angegebenwerden. Wird einer Variablen mehrmals ein Wert zugewiesen, so zählt der letzte.Das Digital Datcom+ erlaubt auch Kommentare. Diese beginnen entweder mit einem

Sternchen (*) oder mit einem Ausrufezeichen (!). Kommentare mit einem Sternchen dienenzur allgemeinen Beschreibung. Das Sternchen muss hierbei das erste Zeichen der Zeile sein,sonst werden sie nicht erkannt. Mit Ausrufezeichen können einzelne Zeilen ausgeblendetwerden. Sie werden auch erkannt, wenn das Ausrufezeichen nicht das erste Zeichen derZeile ist.Ein kurzes Beispiel:

! zunächst eine Control Card:DIM M! jetzt folgt eine Namelist mit verschiedenen Zuweisungen$FLTCON

NMACH=1.0, MACH=0.0793,NALPHA=20.0,

ALSCHD=-9.,-8.,-7.,-6.,-5.,-4.,-3.,-2.,-1.,0.,1.,2.,3.,4.,5.,6.,7.,8.,9.,10.,RNNUB=1.543275E6$

Das eigentliche Programm ist immer noch recht anspruchsvoll, was die Syntax der Ein-gabedatei angeht. Folgende Beschränkungen müssen beachtet werden:

• Die Breite der Zeilen ist auf 80 Zeichen beschränkt, darüber hinausgehende Zeichenwerden nicht eingelesen.

• Zahlen müssen immer einen Dezimalpunkt enthalten, auch wenn es sich um ganzeZahlen handelt. Nachkommastellen können jedoch wegfallen.

• Die Einrückung der Zeilen ist signifikant:

– Eine Control Card muss am Zeilenanfang stehen

– Zwischen dem Dollarzeichen einer Namelist und dem Zeilenanfang muss immergenau ein Leerzeichen stehen.

• Alle Control Cards, Namelists und Variablennamen müssen in Großbuchstaben ge-schrieben sein.

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• Zwischen dem Dollarzeichen und dem Namen einer Namelist darf kein Abstand sein.

• Unter Linux müssen die Zeilenenden nur mit LF kodiert sein, bei Windows-Dateienmit CRLF stürzt das Programm ab. Linuxdateien können jedoch auch unter Windowsverarbeitet werden.

2.2 Wichtige Namelists

Welche Namelists im konkreten Fall verwendet werden müssen, ist im Handbuch [4] aufge-führt. Dort finden sich auch die Definitionen der zu den einzelnen Namelists zugehörigenVariablen. Die wichtigsten werden hier kurz vorgestellt:

FLTCON (Flight conditions) Hier wird der Flugzustand definiert. Reynolds- und Mach-zahl, Höhe und Anstellwinkelverlauf sind die wichtigsten zugehörigen Variablen (siehe auchdas Beispiel in Kapitel 2.1).

OPTINS (Reference parameters) Hier werden Referenzgrößen angegeben, wie z.B. dieFlügelfläche oder die mittlere Flügeltiefe. Datcom kann diese Größen prinzipiell auch selbstberechnen, allerdings stimmen die Ergebnisse dieser Rechnung selten mit veröffentlichtenGrößen überein.

SYNTHS (Synthesis) Hier wird der grundlegende Aufbau einer Konfiguration bestimmt,insbesondere die Lage der Komponenten zueinander sowie die Schwerpunktlage.

BODY Hier wird der Rumpf beschrieben, zum Beispiel anhand von auf bestimmtenSchnitten festgelegten Radien oder Querschnittsflächen. Auch die Konfiguration von Naseund Schwanz wird hier festgelegt.

xxPLNF (Planforms) In diesen Namelists werden die Flächengeometrien wie Spannweite,Tiefe oder Pfeilung festgelegt. xx muss ersetzt werden durch WG (Wing), HT (HorizontalTailplane) oder VT (Vertical Tailplane).

xxSCHR (Section characteristics) Hier werden die Profile definiert. Beim Arbeiten miteiner Profildatenbank können einfach Koordinaten der Ober- und Unterseite an bestimmtenPositionen angegeben werden. xx muss wie bei xxPLNF ersetzt werden.

SYMFLP,ASYFLP (symmetrical/asymmetrical flaps) Hier werden Ruder definiert, undzwar anhand ihrer Geometrie, Art (Wölbklappe, Spaltklappe,... ) und Ausschläge. AuchSpoiler und Slats fallen hierunter. In Datcom+ können mehrere Klappen pro Konfigurationgerechnet werden, jedoch sollte für jedes Klappenpaar ein eigener Case benutzt werden.Zu beachten ist, dass das Datcom die Klappen jeweils an der hintersten Fläche annimmt.Will man also Querruder von Drachenflugzeugen berechnen, so muss man dies mit einerKonfiguration ohne Höhenleitwerk tun.

PROPWR,JETPWR (Propeller/jet power) Hiermit wird der Antrieb des Fluggerätesbeschrieben.

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TVTPAN Diese Namelist definiert Twin Vertical Tail Panels, d. h. Winglets an Flügelnoder Höhenleitwerken. Es werden jedoch nur die β-abhängigen Derivative CY β , Clβ undCnβ berechnet. Die Veränderung der Beiwerte in der Längsbewegung, insbesondere dieErhöhung der effektiven Streckung, wird nicht berechnet. Alle weiteren statischen unddynamischen Beiwerte werden als NDM angezeigt, wenn diese Namelist in einem Case vor-handen ist. Für die Berechnung dieser Werte muss also eine Konfiguration ohne TVTPANgewählt werden.

2.3 Wichtige Control Cards

Auch die ausführliche Beschreibung der Control Cards findet sich im Handbuch [4], hierkurz die wichtigsten:

DIM Einheit der Abmessungen (M, FT, IN, CM)

DERIV Einheit der dynamischen Derivative (DEG, RAD)

CASEID Hiermit wird einem Case ein Titel zugeordnet, der in der Ausgabedatei alsÜberschrift erscheint. Datcom+ benutzt diesen Titel zur Erstellung der xml-Ausgabedatei,um beispielsweise die verschiedenen Klappentypen zuordnen zu können.

NEXT CASE Berechnung des aktuellen Falls beginnen

DAMP Berechnung der dynamischen Derivative für diesen Fall

BUILD Zerlegung einer Konfiguration in einzelne Komponenten und Berechnung der Ein-zelkomponenten

TRIM Berechnung der nötigen Ruder-bzw. Flossen-Ausschläge, um das Nickmoment ver-schwinden zu lassen

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3 Ausgabedateien

Das ursprüngliche Digital Datcom lieferte als Ausgabe nur eine große Datei, in der imKlartext alle berechneten Größen aufgeführt waren. Mit Digital Datcom+ kamen nochzwei weitere Dateien dazu, in denen im wesentlichen dasselbe steht, allerdings anders auf-bereitet. Dabei handelt es sich um eine .xml-Datei, die für das FlugsimulationswerkzeugJSBSim, was z. B. von FlightGear verwendet wird, gedacht ist, sowie um eine .lfi-Datei,die als Eingabe für das Programm LFI-Plot dient. Die ursprüngliche Ausgabedatei existiertweiterhin und trägt die Erweiterung .out.

3.1 Fehlermeldungen

Eine Übersicht über die möglichen Fehlermeldungen findet sich am Anfang jeder .out-Datei. Sie enthält folgende Einträge:

A unbekannter Variablenname

B kein Gleichheitszeichen hinter Variablenname

C skalare Variable mit Array besetzt

D skalare Variable mit mehreren Zuweisungen

E Zahl der Zuweisungen übersteigt Arraygröße

F allgemeiner Syntaxfehler

Wenn ein Fehler in der Eingabedatei steckt, erscheint auf der DOS-Kommandozeile ei-ne entsprechende Meldung, die durch Tastendruck quittiert werden muss. Es wird jedochtrotzdem eine .out-Datei erstellt. In dieser werden die Eingabedaten wiederholt und auf-getretene Fehler gekennzeichnet, indem rechts neben der fehlerhaften Zeile die Meldung **ERROR ** n*A n*B n*C n*D n*E n*F, wobei n jeweils für die Anzahl der in dieser Zeileaufgetretenen Fehler dieses Typs steht.Es kann aber auch der Fall eintreten, dass die Eingabedatei keine Fehler aufweist, diese

aber trotzdem nicht richtig durchgerechnet werden kann. Dann erscheinen auch keine Feh-lercodes in der .out-Datei. Dieser Fall kann z.B. eintreten wenn Klappen in den Rumpfreinragen.

3.2 Die .out-Datei

Diese Datei ist die Haupt-Ausgabedatei. Unter Digital Datcom+ trägt sie den Namen derEingabedatei mit der Erweiterung .out statt .dcm. Sie besteht aus mehreren Abschnitten:

• Tabelle möglicher Fehlercodes

• Wiederholung der Eingabedatei

• Ausgabedaten für jeden berechneten Case, bestehend aus

– Auflistung der für diesen speziellen Case verwendeten Eingabedaten

Die folgenden Abschnitte werden jeweils durch die Überschrift AUTOMATED STABILITYAND CONTROL METHODS PER APRIL 1976 VERSION OF DATCOM mit ein bis dreiUntertiteln eingeleitet.

– Geometrische Angaben zu benutzerdefinierten Profilen von Flügel oder Leitwer-ken, falls diese eingegeben wurden (Untertitel USER DEFINED WING/HORIZONTALTAIL/VERTICAL TAIL SECTION)

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– Aerodynamische Kennwerte der benutzten Profile (Untertitel WING/HORIZONTALTAIL/VERTICAL TAIL SECTION DEFINITION)

– Statische aerodynamische Kennwerte der aktuellen Konfiguration in Abhängig-keit vom Anstellwinkel. Hier werden zunächst der aktuelle Flugzustand (Mach-zahl, Reynoldszahl, Höhe etc.) und die Bezugsgrößen aufgeführt. Dann folgt eineTabelle mit den aerodynamischen Kenngrößen (s. Tabelle 1). Für die Derivativewird noch angegeben, ob sie pro Grad oder pro Radiant gelten. Die Unter-titel dieses Abschnitts bestehen aus CHARACTERISTICS AT ANGLE OF ATTACKAND IN SIDESLIP, der Angabe der Konfiguration sowie der zugehörigen CaseID, wie sie mit der entsprechenden Control Card angegeben wurde.Enthält die Konfiguration Flügel und Höhenleitwerk, so wird nach der Haupt-tabelle noch eine weitere Tabelle mit den veränderten Strömungsgrößen amHöhenleitwerk ausgegeben.

– Dynamische aerodynamische Kennwerte (s. Tabelle 2). Dieser Abschnitt ent-spricht dem vorherigen, allerdings sind die Derivative nach den Drehgeschwin-digkeiten angegeben. Der erste Untertitel lautet DYNAMIC DERIVATIVES.

– Beiwertveränderungen durch Ausschläge von Steuerflächen. Auch bei diesenwerden zunächst wieder Flugzustand und Bezugsgrößen angegeben, dann folgtbei asymmetrischen Ausschlägen Gier- und Rollmoment in Abhängigkeit vomgenerell als DELTA bezeichneten Klappenwinkel. Für symmetrische Klappen wer-den die zugehörigen Beiwerte, die Verschiebung der Maxima/Minima und dieScharniermomente angegeben, s. Tabelle 3. Die angegebenen Beiwerte sind dieVeränderungen, die sich zur Konfiguration ohne Klappe ergeben. Sie sind nichtals Derivative pro Winkel zu betrachten, sondern für jeden Winkel ist der zuge-hörige Zusatzwert angegeben.

– BASIC PLANFORM/BODY PROPERTIES

– CONFIGURATION AUXILIARY AND PARTIAL OUTPUT

Generell steht NA für Not applicable, d. h. die Datcom-Methode kann in diesem Fall nichtangewandt werden (z. B. weil die Strömung abgerissen ist) und NDM für No Datcom Method,d. h. es liegt keine Methode vor, die in diesem Fall angewandt werden könnte.

CD Widerstandsbeiwert CWCL Auftriebsbeiwert CACM Nickmomentenbeiwert CmCN Normalkraftbeiwert Czf

CA Axialkraftbeiwert Cxf

XCP Druckpunktslage xDCLA Auftriebsanstieg CAαCMA CmαCYB CY βCNB Windfahnenstabilität CnβCLB Schieberollmoment Clβ

Tabelle 1: Statische aerodynamische Kennwerte

3.3 Die .xml-Datei

Diese von Datcom+ erstellte Datei enthält XML-Code, der von dem frei erhältlichen Si-mulationscode JSBSim verwendet werden kann. JSBSim wird als Teil des Flugsimulati-

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CLQ CAqCMQ Nickdämpfung CmqCLAD CAα̇CMAD Cmα̇CLP Rolldämpfung ClpCYP CY pCNP Rollgiermoment CnpCNR Gierdämpfung CnrCLR Gierrollmoment Clr

Tabelle 2: Dynamische Derivative

D(CL) Zusatzauftriebsbeiwert ∆CAD(CM) zusätzlicher Nickmomentenbeiwert ∆CmD(CL MAX) Zunahme des Auftriebsmaximums ∆CL,maxD(CD MIN) Zunahme des Nullwiderstands ∆CW,0(CLA)D Änderung des Auftriebsanstiegs ∆CAα(CH)A Scharniermomentenderivativ ∂Cr

∂α

(CH)D Scharniermomentenderivativ ∂Cr∂δ

Tabelle 3: Beiwertveränderungen durch symmetrische Klappenausschläge

onsprogramms FlightGear u. a. vom Lehrstuhl für Flugdynamik für den Sichtflugsimulatorverwendet. Der von Datcom+ produzierte Code kann nur von JSBSim ab Version 2.0 (ent-sprechend FlightGear 0.9.10) verstanden werden, ältere Versionen verwendeten eine andereSyntax.Zusätzlich zu den von Datcom berechneten Werten sind in der .xml-Datei auch die sich

aus differentiellen Klappenausschlägen ergebenden Werte aufgeführt, z.B. das Rollmomentdurch unterschiedliche Landeklappenausschläge links und rechts.Die Ausgabedatei ist noch nicht vollständig und kann ohne weitere Verarbeitung noch

nicht benutzt werden. Verschiedene Stellen sind als UNKNOWN vermerkt oder mit FIX THISgekennzeichnet. Ein Suchen nach diesen Ausdrücken und Ersetzen mit sinnvollen Werten(sofern vorhanden) führt in den Abschnitten metrics, mass_balance und propulsionaber normalerweise schnell zum Erfolg.Ein größeres Problem stellen die beiden Abschnitte ground_reactions und flight_controls

dar, die ebenfalls noch mit Daten gefüllt werden müssen, bevor die Simulation laufen kann.Hier orientiert man sich zweckmäßigerweise an bestehenden JSBSim-Modell, z. B. an de-nen, die mit FlightGear mitgeliefert werden.

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4 Vorgehensweisen

Im Folgenden wird kurz dargestellt, wie man zur Berechnung bestimmter Konfigurationenvorgehen sollte und welche Beiwerte aus welcher Konfiguration gewonnen werden können.Die Beschreibungen unterscheiden sich für das altbekannte Digital Datcom und Datcom+,da der Umgang mit der SAVE-Karte etwas geändert wurde. Danach folgt eine Anleitungzur Bestimmung der Werte für den Anstellwinkel.

4.1 Klassisches Drachenflugzeug

4.1.1 Altes Digital Datcom

Zunächst Flügel, Rumpf und Seitenleitwerk definieren und die Eingabedaten durch SAVEaufbewahren. Dann mit SYMFLP/ASYFLP Landeklappen, Spoiler und Querruder berechnen.Hier können auch mehrere Paare hintereinander (jeweils als eigener Case) berechnet wer-den. Nach den Klappendefinitionen darf kein SAVE stehen! Aus diesen Cases werden nurdie jeweiligen Klappenwirksamkeiten verwendet. Dann das Höhenleitwerk definieren undmit SYMFLP das Höhenruder berechnen. Aus diesem Case werden alle Beiwerte für dieGesamtkonfiguration sowie die Höhenruderwirksamkeit verwendet.

4.1.2 Datcom+

Zunächst Rumpf und Flügel definieren. Dann nacheinander alle Landeklappen, Spoilerund Querruder berechnen, wobei die Case ID mit dem Schlüsselwort SYMETRIC: (sic!) oderASYMETRIC beginnen muss, damit die Beiwerte in der XML-Datei richtig erfasst werden.Dann das Seitenleitwerk sowie das Höhenleitwerk mitsamt Höhenruder definieren und be-rechnen. Die Case ID hierbei mit TOTAL: beginnen lassen. Es ist überhaupt kein SAVE mehrnötig.

4.2 TVT am Höhenleitwerk

4.2.1 Altes Digital Datcom

Auch als Twinwing-Konfiguration bekannt. Hier werden zunächst Rumpf und Flügel, je-doch kein Seitenleitwerk, definiert und mit SAVE gesichert. Dann werden ebenfalls dieHinterkantenklappen des Flügels berechnet und als einzige Information aus diesen Ca-ses benutzt. Als nächstes werden Höhenleitwerk und -ruder definiert und aus diesen Casessämtliche Beiwerte bis auf die β-abhängigen Derivative benutzt. Schließlich wird im letztenCase das Höhenleitwerk erneut definiert (offenbar funktioniert hier ein zweites SAVE nicht)und die TVTPAN-Namelist angefügt. Aus diesem Case werden die Derivative CY β , Cnβ undClβ verwendet.

4.2.2 Datcom+

Auch wieder zunächst Rumpf und Flügel definieren und alle Flügelklappen berechnen.Dann Höhenleitwerk und Höhenruder definieren und berechnen. Diesen Case als TOTAL:benutzen. Dann nochmal Höhenleitwerk und dazu TVT definieren und berechnen.

4.3 Trimmung

Mit der TRIM-Karte können die nötigen Trimmausschläge für symmetrische Steuerflächen(Höhenruder) oder alternativ für eine verstellbare Höhenflosse berechnet werden. Ist einHöhenruder vorhanden, so wird einfach in der Berechnung des TOTAL-Falls die Karte TRIM

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angegeben. Für eine verstellbare Höhenflosse muss eine eigene Eingabedatei erstellt werden,die zwar die vollständige Konfiguration, aber keinerlei Klappendefinitionen enthält.

4.4 Bestimmung des Flugzustands

Datcom bietet prinzipiell verschiedene Möglichkeiten zur Angabe des Flugzustandes, sieheFigure 3 im Handbuch [4]. Allerdings funktionieren nicht alle wie erwünscht. Am sinn-vollsten ist es, anhand von Höhe und Fluggeschwindigkeit die Mach- und Reynoldszahlenmit einem externen Tool wie z. B. dem ISA-Calculator [2], vorher zu berechnen und in derEingabedatei dann Höhe, Machzahl und Reynoldszahl explizit anzugeben. Bezugslänge fürdie Reynoldszahl ist dabei 1 m, unabhängig vom Flugzeug.

4.5 Wahl der Anstellwinkel

Es bietet sich an, den endgültigen zu berechnenden Anstellwinkelbereich iterativ zu be-stimmen, da er von der Konfiguration und insbesondere vom Flügelprofil abhängig ist.Zunächst einmal sollte man sich ein grobes Bild des Verlaufs verschaffen, indem man einenrecht weiten Bereich mit großen Abständen sondiert, etwa von -20◦bis +40◦in Schrittenvon 5◦. An der Ausgabe dieser Rechnung lassen sich der lineare Bereich der CA-Kurvesowie der Beginn des Strömungsabrisses feststellen. Im linearen Bereich können die weitenAbstände nun behalten werden, bei stark negativen Anstellwinkeln können auch Punkteentfernt werden. Dafür rücken im Bereich von CAmax Punkte nach, hier sollte etwa jedesGrad ein Punkt sitzen.Der eigentliche Strömungsabriss kann von Datcom nur für wenige Größen berechnet

werden, für die anderen Größen erscheint NAN in der Ausgabedatei. Die Anstellwinkel, fürdie das vorkommt, sollten entfernt werden. Für eine Simulation sind die verbliebenen Wertenicht ausreichend.Insgesamt könnte sich etwa ein Bereich wie folgender ergeben, der für ein NACA 23012

berechnet wurde:$FLTCONALSCHD=-15.0,-5.0, -2.5, 0.0, 2.5, 5.0, 7.5, 10.0, 12.5, 15.0,17.0, 19.0, 21.0, 23.0, 24.5, 26.0, 27.0, 29.0, 31.0, 33.0$

Damit ergibt sich die CA-Kurve wie in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: CA über α

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−4 −2 0 2 4 6 8 10 12 14−0.4

−0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

α[◦]

CA

−4 −2 0 2 4 6 8 10 12 140

2 · 10−2

4 · 10−2

6 · 10−2

8 · 10−2

0.1

0.12

0.14

0.16

α[◦]

CW

ohne XFLR5-Wertemit XFLR5-Werten

0 2 · 10−24 · 10−26 · 10−28 · 10−2 0.1 0.12 0.14 0.16−0.4

−0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

CW

CA

−4 −2 0 2 4 6 8 10 12 14−5

−4

−3

−2

−1

0

1·10−2

α[◦]

Cm

Abbildung 2: Vergleich der Beiwerte der Längsbewegung, XFLR5 und Datcom

4.6 Verwendung von XFLR5-Ergebnissen

Datcom verfügt zwar über eine eigene Routine zur Berechnung von Profilpolaren, diese istjedoch nur für hohe Re-Zahlen (ab 2.7× 105) geeignet. Für kleine Re-Zahlen wie sie z. B.bei MAVs vorliegen, ist der XFoil-Code bzw. XFLR5 besser geeignet. Der Auftriebsbeiwertist dadurch nicht allzu sehr betroffen, wohl aber der Widerstand und der Momentenbeiwert.Gerade bei Nurflüglerprofilen (S-Schlag) weicht Cm recht stark ab.Leider gibt es keine Möglichkeit, 2D-Profilpolaren in Datcom zu importieren. Steht je-

doch die Flügelgeometrie fest, so kann man den Flügel alleine in XFLR5 berechnen lassenund dann die Ergebnisse als experimentelle Daten in Datcom angeben. Hierzu werden inder Namelist EXPRxx die Felder CLW, CMW und CDW gesetzt. Es ist darauf zu achten, dass inbeiden Programmen die gleichen Anstellwinkeln berechnet werden.Ein Vergleich der mit Datcom und XFLR5 berechneten Beiwerte CA, CW und Cm ist

in Abbildung 2 gezeigt. Das betrachtete Profil ist das MH 64, der Flügel entspricht einemNurflügler-MAV.

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5 Bekannte Fehler

5.1 Nicht implementiert

• Werte durch Seitenruderausschläge können nicht berechnet werden.

• Für alle Flächen lässt sich nur ein einziges Profil festlegen, eine Änderung des Profilsüber der Spannweite kann nicht berechnet werden.

• Es kann kein Wert für CWβ bzw. CWβ2 berechnet werden.

• Effekte durch Winglets werden nur in der Seitenbewegung berücksichtigt.

5.2 Falsche WerteClp, Cnp:

Die Werte für die dynamischen Derivative der Rollgeschwindigkeit (Clp und Cnp)hängen von den Werten bei Nullauftrieb ab. Diese werden aber nur berechnet,wenn der Nullauftriebswinkel innerhalb der zu berechnenden Anstellwinkel liegt.Ist dies nicht der Fall, ergeben sich unsinnige Werte für diese Derivative. Au-ßerdem gilt die Berechnungsmethode für Clp nur bei anliegender Strömung, dieberechneten Werte bei höheren Anstellwinkeln sollten verworfen werden.

CY β: Ein Wert von -inf (−∞) für CY β kann darauf zurückzuführen sein, dass aerody-namische Flächen bis in den Rumpf hereinreichen. Dabei kann es sich um Flügel,Höhenleitwerk oder Klappen daran handeln. Das Problem kann durch Überprü-fung der Werte für BODY R und xxPLNF SSPNE bzw. xxxFLP SPANFI lokalisiertwerden. Insbesondere ist darauf zu achten, dass SSPNE immer echt kleiner alsSSPN (bei derselben Planform) sein muss.

Flugzustand bei Klappen:Wird in FLTCON nicht explizit die Reynoldszahl angegeben, so berechnet dasProgramm falsche Werte für den atmosphärischen Zustand an der Klappe, er-kennbar an der extrem hohen Temperatur. Dieses Problem tritt nur bei DIM Mauf, bei DIM FT stimmen die Werte. Es kann durch Angabe der Reynoldszahlumgangen werden.

5.3 Fehlende Werte

In der .xml-Datei fehlen folgende Einträge:

• Unter aero/coefficient/CLq fehlt der Faktor q∗.

• Unter aero/coefficient/CLad fehlt der Faktor α̇.

• Unter aero/coefficient/Cyp fehlt vermutlich der Faktor b2V .

5.4 Programmbedienung

• Im Namen der Eingabedatei dürfen keine Leerzeichen vorkommen. Wird der Namemit absolutem Pfad angegeben (wie beim Doppelklick unter Windows), so dürfenauch im Pfad keine Leerzeichen enthalten sein.

• Der Name mit Pfad darf nicht mehr als 80 Zeichen lang sein.

• Die .dcm-Datei muss mit einer Leerzeile enden, sonst stürzt predat ab.

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• Für Datcom+ muss es einen Case geben, dessen ID mit TOTAL: beginnt, sonst liefertdas Programm einen Fehler. Für das alte Digital Datcom gilt dies nicht.

• Eigentlich sollte man anstatt einer Machzahl auch eine Geschwindigkeit angebenkönnen, woraus das Programm die Machzahl berechnen sollte. Dieser Algorithmusfunktioniert offenbar nicht. Gibt man nämlich VINF statt MACH an, so bleibt dasProgramm in einer Endlosschleife hängen.

5.5 Flügel mit Doppeltrapezgrundriss

Eine Reihe von Beiwerten kann vom Digital Datcom nur für Flügel mit Trapezgrundriss(straight tapered wings) berechnet werden. Für Flügel mit Doppeltrapezgrundriss (crankedwing, falls Streckung > 3 bzw. double delta, falls Streckung < 3) sind diese Beiwerte nurerhältlich, falls experimentelle Daten vorliegen.Die Ergebnisse bei Doppeltrapezflügeln sind jedoch bereits in sich nicht konsistent. In

Abbildung 3 werden die Beiwerte der Längsbewegung für einen einfachen Flügel geringerStreckung mit NACA 23012 dargestellt. Dieser wurde einmal als Einfachtrapez berech-net und einmal als Doppeldelta aufgeteilt, wobei die Gesamtgeometrie gleich blieb. Eszeigt sich deutlich, dass die Doppeldeltaroutine (TYPE=2.0) nicht verwendbar ist. Für dieKnickflügelroutine (TYPE=3.0) sind sogar noch schlechter, hier gibt es offenbar eine fehler-hafte Abhängigkeit von CHSTAT, mit der sich Phantasiewerte für Auftrieb und Widerstanderzeugen lassen.

−20 −10 0 10 20 30 40−1

−0.5

0

0.5

1

1.5

2

α [◦]

CA

−20 −10 0 10 20 30 400

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

α [◦]

CW

Einfachtrapez, Typ 1.0Doppeltrapez, Typ 2.0

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4−1

−0.5

0

0.5

1

1.5

2

CW

CA

−20 −10 0 10 20 30 40−8

−6

−4

−2

0

2

4·10−2

α [◦]

Cm

Abbildung 3: Vergleich der Ergebnisse für straight tapered und double delta

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6 Hacks

Im folgenden wird eine Reihe von kruden Hacks beschrieben, mit denen man versuchenkann, die bekannten Fehler des Digital Datcom zu umgehen. Ihre Genauigkeit ist nichtüberprüft, und es ist nicht zu erwarten, dass bei den Beiwerten mehr als die Größenordnungrichtig ist.

6.1 Fehlendes CLR

Das dynamische Derivativ Clr kann nur bei positiv (an der c/4-Linie) gepfeilten Flügelnberechnet werden, bei negativ gepfeilten Flügeln erscheint NDM. Eine grobe Schätzung kannman sich erarbeiten, indem zur Berechnung dieses Derivativs ein Case mit ungepfeiltenFlügeln berechnet wird.

6.2 Seitenruderwirksamkeit

Eine grobe Möglichkeit zur Abschätzung der Seitenruderwirksamkeit ist es, ein Höhen-leitwerk mit den Abmessungen des SLWs einzugeben und daran eine symm. Klappe mitden Maßen des Seitenruders. Die so erhaltenen Nickmomentenbeiwerte durch Klappenaus-schlag müssen durch 2 geteilt (nur ein Seitenruder) und mit CBARR

BLREF multipliziert werden,um auf das Giermoment durch das Seitenruder zu kommen. Der Auftriebsbeiwert geteiltdurch 2 liefert die Seitenkraft. Definiert man nun noch eine asymmetrische Klappe mitdenselben Maßen, so kann man das Rollmoment durch 2 teilen, um Clζ zu erhalten.

6.3 Widerstand durch Schiebewinkel

Auf ähnliche Art und Weise kann der Widerstandsbeiwert durch Schiebewinkel abgeschätztwerden. Man definiert (vorzugsweise in einer eigenen Datei) den Rumpf und wie obenein Höhenleitwerk mit den Abmessungen des Seitenleitwerks. Wenn der Rumpf nicht alskreisförmig angenommen werden kann, sollte man diesen noch um 90◦drehen, d.h. R undZUPPER/ZLOWER vertauschen (oder R neu berechnen). Rumpf und Leitwerk sollten als eigeneCases berechnet werden.Für den Anstellwinkel gibt man nun die zu betrachtenden Werte des Schiebewinkels ein.

Aus den erhaltenen Widerstandsbeiwerten kann nun gemäß

CW = CW,Rumpf +12CW,Leitwerk (1)

der Widerstandsbeiwert in Abhängigkeit des Schiebewinkels abgeschätzt werden.Es ist sinnvoll, die erhaltenen Werte als quadratische Funktion

CW (β) = CW0 + CWβ2 · β (2)

zu fitten und nur das Derivativ in einer Simulation einzusetzen.

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7 Erforderliche Daten

Die folgenden Daten müssen mindestens bekannt sein bzw. abgeschätzt werden, um einevollständige Berechnung in Datcom vornehmen zu können.

Namelist FLTCON

• Machzahl

• Reynoldszahl oder ISA-Flughöhe

• zu untersuchende Anstellwinkel

Namelist SYNTHS

• Lage des Apex aller zu betrachtenden aerodynamischen Oberflächen (Flügel, HLW,SLW, SLW-Strake) in x und z

• Lage des Schwerpunkts oder Momentenbezugspunkts in x und z

• Einstellwinkel von Flügel und HLW

Namelist BODY

• Radius des Rumpfes an max. 20 x-Positionen

• z-Koordinate von Ober- und Unterkante des Rumpfes an denselben Positionen

Namelist xxPLNF Für jede zu betrachtende aerodynamische Oberfläche:

• Wurzeltiefe und Außentiefe

• Halbspannweite

• Pfeilung (Winkel und Tiefe, an der er angetragen wird)

• Verwindung

• V-Stellung

Namelist xxSCHR Für jede zu betrachtende aerodynamische Oberfläche:

• NACA-Kennung des Profils (Serien 4,5 und 6)

• alternativ Profilschnitt in Form x, yo, yu an max. 50 Punkten

Namelist xxxFLP Für jede zu betrachtende Steuerfläche:

• Spannweitenposition der Innen- und Außenseite

• Wurzeltiefe und Außentiefe

• zu untersuchende Ausschläge

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8 Beispieldatei

! Beispieldatei für Datcom+! Berechnet eine ASK 21

DIM M ! Metrische EinheitenDERIV RAD ! Derivative pro Rad! *** Flugzustand ***$FLTCONNMACH=1.0, ! 1 Machzahl, nämlich folgende:MACH=0.0793, ! von Hand aus der Geschwindigkeit zu berechnenNALT=1.0, ! 1 Höhe, nämlichALT=0.0, ! ISA-MeereshöheNALPHA=20.0, ! 20 Alpha-Werte, nämlich die folgenden:ALSCHD=-9.,-8.,-7.,-6.,-5.,-4.,-3.,-2.,-1.,0.,1.,2.,3.,4.,5.,6.,7.,8.,9.,10.,$

! *** Bezugsgrößen ***! Fläche und Spannweite reichen, die Bezugsflügeltiefe! bestimmt Datcom selbst. Generell ist die Spannweite! als laterale Bezugslänge zu verwenden, die Beiwerte! müssen dann noch in die DIN 9300 umgerechnet werden.$OPTINS! CBARR = 1.33, ! nur angeben, wenn man mit dem von

! Datcom berechneten Wert nicht! einverstanden ist

SREF = 17.95,BLREF=17.0$

! *** Konfiguration ***$SYNTHS! Alle Werte hier sind im Strukturkoordinatensystem! (normalerweise Ursprung in der Nasenspitze,! x positiv nach hinten, z positiv nach oben)XCG=2.897, ZCG=0.05332, ! Lage des SchwerpunktesXW=2.560, ZW=0.020, ! Lage des Flügel-ApexXH=7.470, ZH=1.300, ! Lage des HLW-ApexALIW=2.0, ALIH=0.0, ! Einstellwinkel Flügel und HLWXV=7.270, ! Lage des SLW-ApexVERTUP=.TRUE.$ ! SLW nach oben

! *** Rumpf ***$BODYNX=20.0, ! 20 Schnitte entlang X! die x-Koordinaten der SchnitteX=0.0, 0.050, 0.100, 0.200, 0.400, 0.600, 1.000, 1.400,1.800, 2.200, 2.400, 2.600, 3.000, 3.400, 3.800, 4.600,5.000, 5.400, 7.000, 8.000,! die halbe Rumpfbreite an diesen SchnittenR=0.0000, 0.0475, 0.0860, 0.1315, 0.2145, 0.2810, 0.3850,0.4570, 0.5015, 0.5195, 0.5175, 0.5060, 0.4675, 0.4120,0.3490, 0.2630, 0.2355, 0.2125, 0.1315, 0.0800,! die z-Koordinate der OberkanteZU=-0.320, -0.260, -0.215, -0.145, -0.020, 0.070, 0.220,0.335, 0.430, 0.480, 0.485, 0.485, 0.460, 0.410, 0.355,0.270, 0.240, 0.215, 0.140, 0.080,! und der UnterkanteZL=-0.320, -0.350, -0.375, -0.410, -0.460, -0.500, -0.550,-0.580, -0.585, -0.570, -0.555, -0.540, -0.490, -0.420,-0.350, -0.260, -0.240, -0.215, -0.130, -0.090$

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! *** Flügelfläche ***! Der Flügel wird angenommen als zusammengesetzt! aus zwei trapezförmigen Panels$WGPLNFTYPE=3.0, ! das hier nochmal prüfenCHRDTP=0.510, ! Flügeltiefe an der Spitze, ...CHRDBP=1.000, ! ...am Knick (der Verbindung der beiden Trapeze)...CHRDR=1.500, ! ...und an der Wurzel! Halbspannweite des äußeren Panels, entlang Flügel unter! Beachtung der V-StellungSSPNOP= 3.350,! Halbspannweite des äußeren Panels, projiziert auf xy-EbeneSSPNDD=3.116,! Halbspannweite des eigentlichen Flügels, ohne RumpfSSPNE=8.190,! gesamte Halbspannweite (Mitte bis Flügelspitze)SSPN=8.5,SAVSI=1.0, SAVSO=5.0, ! Pfeilwinkel beider Panels! Tiefenposition für den Pfeilwinkel! (0=Vorderkante, 0.25=1/4-Linie)CHSTAT=0.25,TWISTA=1.5, ! Verwindung (negativ: Vorderkante außen tiefer)DHDADI=0.0, ! V-Stellung innenDHDADI=4.0$ ! und außen

! *** Flügelprofil ***$WGSCHRDWASH=1.0, ! Methode zur AbwindberechnungTYPEIN=1.0, ! 1: 2 y-Koordinaten, 2: Sehne und DickeNPTS=49.0, ! Zahl der Punkte! x-KoordinatenXCORD=0.00000, 0.00102, 0.00422, 0.00960, 0.01702, 0.02650,0.03802, 0.05158, 0.06694, 0.08422, 0.10330, 0.12403, 0.14643,0.17037, 0.19558, 0.22221, 0.24998, 0.27891, 0.30861, 0.33933,0.37056, 0.40243, 0.43469, 0.46733, 0.49997, 0.53274, 0.56525,0.59750, 0.62938, 0.66074, 0.69133, 0.72115, 0.74995, 0.77773,0.80435, 0.82970, 0.85350, 0.87590, 0.89644, 0.91571, 0.93299,0.94848, 0.96192, 0.97344, 0.98291, 0.99034, 0.99571, 0.99891,1.00000,! zugehörige y-Koordinaten der Ober-...YUPPER=0.00000, 0.00850, 0.01791, 0.02600, 0.03369, 0.04047,0.05044, 0.05781, 0.06739, 0.07483, 0.08384, 0.09093, 0.09914,0.10557, 0.11262, 0.11794, 0.12347, 0.12732, 0.13099, 0.13306,0.13444, 0.13385, 0.13176, 0.12776, 0.12294, 0.11695, 0.11046,0.10334, 0.09602, 0.08828, 0.08058, 0.07274, 0.06512, 0.05754,0.05032, 0.04338, 0.03695, 0.03094, 0.02551, 0.02060, 0.01627,0.01244, 0.00918, 0.00643, 0.00415, 0.00235, 0.00107, 0.00026,0.00000,! ...und UnterseiteYLOWER=0.00000, -0.00350, -0.00800, -0.01293, -0.01603,-0.02164, -0.02484, -0.02993, -0.03315, -0.03790, -0.04104,-0.04540, -0.04826, -0.05208, -0.05447, -0.05747, -0.05906,-0.06103, -0.06162, -0.06225, -0.06143, -0.06026, -0.05699,-0.05322, -0.04826, -0.04337, -0.03793, -0.03278, -0.02744,-0.02259, -0.01783, -0.01362, -0.00970, -0.00633, -0.00333,-0.00093, 0.00111, 0.00258, 0.00363, 0.00425, 0.00450,0.00438, 0.00395, 0.00324, 0.00236, 0.00147, 0.00070,0.00019, 0.00000$

! NACA W 4 2312! *** Klappen ***! Querruder symmetrisch berechnen (ergibt Nickmoment,! Auftrieb und Widerstand durch den Ausschlag)

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$SYMFLPNTYPE=1.0, ! Typ des Ruders (hier normale Wölbklappe)

! Halbspannweiten, zwischen denen sich die Klappe erstrecktSPANFI=5.200, SPANFO=8.030,CHRDFI=0.240, CHRDFO=0.160, ! Tiefen der Klappe innen und außenNDELTA=9.0, ! Anzahl der zu berechnenden AusschlägeDELTA=-25.,-20.,-15.,-10.,-5.,0.,5.,10.,15.$ ! und Werte dafür

SAVE! den Fall benennenCASEID ASK 21 SYMETRIC Trailing Edge Flaps! und durchrechnenNEXT CASE

! jetzt dasselbe asymmetrisch für Roll- und Giermoment$ASYFLP STYPE=4.0, NDELTA=9.0,DELTAR=10.6,10.2,9.7,8.1,0.,-10.6,-16.0,-21.1,-25.0,DELTAL=-24.6,-19.7,-16.7,-12.0,0.,7.1,9.2,10.4,10.9,SPANFI=5.200, SPANFO=8.030, CHRDFI=0.240, CHRDFO=0.160$

SAVECASEID ASK 21 ASYMETRIC Plain Flap AileronsNEXT CASE

! *** Seitenleitwerk ***! geht genau wie der Flügel$VTPLNF CHRDTP=0.810, SSPNE=1.300, SSPN=1.400, CHRDR=1.140,SAVSI=13.0, CHSTAT=0.000, TYPE=1.0$

$VTSCHR TYPEIN=1.0, NPTS=44.0,XCORD=0.00000, 0.00107, 0.00428, 0.00961, 0.01704, 0.02653,0.03806, 0.05156, 0.06699, 0.08427, 0.10332, 0.12408, 0.14645,0.17033, 0.19562, 0.22221, 0.25000, 0.27886, 0.30866, 0.33928,0.37059, 0.40245, 0.43474, 0.46730, 0.50000, 0.53270, 0.56526,0.59755, 0.62941, 0.66072, 0.69134, 0.72114, 0.75000, 0.77779,0.80438, 0.82967, 0.85355, 0.87592, 0.91573, 0.94844, 0.97347,0.99039, 0.99893, 1.00000,YUPPER=0.00000, 0.00829, 0.01474, 0.01917, 0.02463, 0.02952,0.03471, 0.03953, 0.04442, 0.04887, 0.05337, 0.05731, 0.06114,0.06445, 0.06753, 0.06997, 0.07214, 0.07360, 0.07470, 0.07501,0.07482, 0.07369, 0.07204, 0.06950, 0.06630, 0.06225, 0.05771,0.05244, 0.04696, 0.04137, 0.03582, 0.03034, 0.02527, 0.02050,0.01643, 0.01346, 0.01116, 0.00931, 0.00626, 0.00384, 0.00210,0.00083, 0.00009, 0.00000,YLOWER=0.00000, -0.00829, -0.01474, -0.01917, -0.02463,-0.02952, -0.03471, -0.03953, -0.04442, -0.04887, -0.05337,-0.05731, -0.06114, -0.06445, -0.06753, -0.06997, -0.07214,-0.07360, -0.07470, -0.07501, -0.07482, -0.07369, -0.07204,-0.06950, -0.06630, -0.06225, -0.05771, -0.05244, -0.04696,-0.04137, -0.03582, -0.03034, -0.02527, -0.02050, -0.01643,-0.01346, -0.01116, -0.00931, -0.00626, -0.00384, -0.00210,-0.00083, -0.00009, 0.00000$

! *** Höhenleitwerk ***! Auch genau wie Flügel. Darf aber nicht definiert! sein, wenn Querruder berechnet werden, da Datcom die! Klappen ja immer an der hintersten Fläche annimmt.$HTPLNF CHRDTP=0.400, SSPNE=1.550, SSPN=1.550, CHRDR=0.800,SAVSI=8.5, CHSTAT=0.000, TWISTA=0.0, DHDADI=0.0, TYPE=1.0$

$HTSCHR TYPEIN=1.0, NPTS=44.0,XCORD=0.00000, 0.00107, 0.00428, 0.00961, 0.01704, 0.02653,0.03806, 0.05156, 0.06699, 0.08427, 0.10332, 0.12408, 0.14645,0.17033, 0.19562, 0.22221, 0.25000, 0.27886, 0.30866, 0.33928,0.37059, 0.40245, 0.43474, 0.46730, 0.50000, 0.53270, 0.56526,0.59755, 0.62941, 0.66072, 0.69134, 0.72114, 0.75000, 0.77779,

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0.80438, 0.82967, 0.85355, 0.87592, 0.91573, 0.94844, 0.97347,0.99039, 0.99893, 1.00000,YUPPER=0.00000, 0.00829, 0.01474, 0.01917, 0.02463, 0.02952,0.03471, 0.03953, 0.04442, 0.04887, 0.05337, 0.05731, 0.06114,0.06445, 0.06753, 0.06997, 0.07214, 0.07360, 0.07470, 0.07501,0.07482, 0.07369, 0.07204, 0.06950, 0.06630, 0.06225, 0.05771,0.05244, 0.04696, 0.04137, 0.03582, 0.03034, 0.02527, 0.02050,0.01643, 0.01346, 0.01116, 0.00931, 0.00626, 0.00384, 0.00210,0.00083, 0.00009, 0.00000,YLOWER=0.00000, -0.00829, -0.01474, -0.01917, -0.02463,-0.02952, -0.03471, -0.03953, -0.04442, -0.04887, -0.05337,-0.05731, -0.06114, -0.06445, -0.06753, -0.06997, -0.07214,-0.07360, -0.07470, -0.07501, -0.07482, -0.07369, -0.07204,-0.06950, -0.06630, -0.06225, -0.05771, -0.05244, -0.04696,-0.04137, -0.03582, -0.03034, -0.02527, -0.02050, -0.01643,-0.01346, -0.01116, -0.00931, -0.00626, -0.00384, -0.00210,-0.00083, -0.00009, 0.00000$

! *** Höhenruder ***$SYMFLP FTYPE=1.0, NDELTA=9.0,DELTA=-20.,-15.,-10.,-5.,0.,5.,10.,15.,20.,PHETE=0.073399, PHETEP=0.071808, CHRDFI=0.230, CHRDFO=0.120,SPANFI=0.000, SPANFO=1.550, CB=0.035, TC=0.028, NTYPE=1.0$

! Dynamische Derivative berechnenDAMP! Trimmausschläge des Höhenruders berechnenTRIM! Diesen Fall nehmen wir auch als GesamtkonfigurationCASEID TOTAL: ASK 21

20

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9 Installation

Das Datcom+-Paket kann als Installationsroutine von der Homepage [1] heruntergeladenwerden. Es enthält die ausführbaren Dateien für Datcom und lfiplot, den Präprozessor,Startskripte für Windows und Linux und einige Beispiel-Eingabedateien. Des Weiterenwerden die Dateierweiterungen direkt mit den richtigen Programmen verlinkt, so dass beieinem Doppelklick auf eine dcm-Datei Datcom mit dieser Datei gestartet wird.Die aktuelle Version bietet eine Integration in den Editor Notepad++, so dass direkt aus

diesem Editor gearbeitet werden kann. Es wird der Shortcut <Strg>+<Alt>+<D> definiert,um Datcom mit der aktuellen Datei zu starten. Für einen flüssigen Arbeitsablauf bietetes sich also an, die dcm-Datei und die zugehörige out-Datei im Editor zu öffnen und nacheiner Änderung in der Eingabedatei diese per Tastenkürzel zu berechnen und die Ergebnissedirekt zu überprüfen.Bei Verwendung der Version 2.4 von Datcom+ sind einige Fehler mit der Batchdatei

zum Aufruf von Datcom aufgetreten. Um sie zu beheben, muss in der Datei datcom.bat(im Unterverzeichnis bin des Installationsverzeichnisses) die Zeile

set INPUT_FILE=%~nx1

ersetzt werden durch die Zeile

set INPUT_FILE=%1

Außerdem muss am Anfang der Datei hinter TITLE DATCOM folgende Zeile eingefügt werden:

if "%DATCOMROOT%"=="" set DATCOMROOT=C:\Programme\Datcom\bin

wobei ggf. der Pfad noch durch den tatsächlichen Installationspfad zu ersetzen ist.

21

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Literatur

[1] Galbraith, Bill: Datcom+ Homepage. http://www.holycows.net/datcom/

[2] Kroo, Ilan: Standard Atmosphere Computations. http://www.aeromech.usyd.edu.au/aero/atmos/stdatm.html. Version: 1995

[3] Kuntz, Martin: Erste Schritte mit dem Digital Datcom, Fachhochschule Ham-burg, Studienarbeit, Oktober 1999. http://www.fzt.haw-hamburg.de/pers/Scholz/arbeiten/TextKuntz.pdf

[4] Williams, J. E. ; Vukelich, S. R.: The USAF Stability and Control Digital DATCOM,Volume I, Users Manual. AFFDL-TR-76-45. St Louis, Missouri 63166: McDonnellDouglas Astronautics Company, 1976. (45) . http://www.holycows.net/datcom/USAF_DATCOM_UM.pdf

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