I.]NIVERSITI
SAINSMALAYSIA
Second Semester Examination
2007 /2008 Academic Session
P eperiks aan Semes ter Kedua Sidang Akademik 2007 /2008
April
2008April
2008ESA
37213- Aircraft AerodYnamics Aerodinamik Pesawat
Duration
:
3 hours[Masa j
jamJINSTRUCTION TO CANDIDATES ARAHAN KEPADA CALON
:Please ensure that this paper contains
ELEVENJIl)
printed pages andEIyEJ5)
questionsbefore you begin examination.
Sila pastikan bahawa kertas
peperil<saanini
mengandungiSEBELAS (11)
mukasurat bercetak danLIMA (il
soalan sebelum anda memulakan peperil<saan ini.Answer
FOUR
(4) questions.Jawab
EMPAT
(4) soalan.Student may answer the questions either
in
English or Bahasa Malaysia.Pelajar
boleh menjawab soalan dalam Bahasa Inggeris atau Bahasa Malaysia.Each questions must begin from a new page.
Setiap soalan mestilah dimulakan pada mukasurat yang baru.
IESA
372/31 -2-l. (a)
Explain what doesit
meanwith
thefollowing
drag terms :i.
drag polarii.
skinfriction
dragiii. profile
drag andiv.
wave draq.Terangian
"btl'orf rang
dimal<sudkan denganistilah
daya seret berikut :i.
Seretan kutubii.
Seretan geserankulit
iii.
Seretan susuk daniv.
Seretan gelombang(10
marks/markah)
(b)
Explain each term that is used in the equationbelow :
--Terangkan
mal<sudsetiap istilah yang digunakan di dalam
persamaan- persamaandi
bawah :C-
- D*ing= C^
- DO+C^
- Dt-Coo (R,rRrrc*Xl+L'(tlc)+ 100 (tlc)a)S*., /S
Co, Cr* I nAe +2ttCrn€tD + 4tt'(tr)',
(15
markslmarkah)
...3/-
2.
[ESA
372t3]-3-
DOUBLE.DELTA AND CRANKED WING PLANFORNT PARAMETERS
Rajah 2.1 Data geomeiri sayap
Figure 2.1 shows a cranked wing plan form
with
the given data asfollows:
Rajah 2.1 memperlihatkan suatu sayap gerak dengan data sebagai berikut:
Wingspanb:
10Rentangsayap
b = I0
lnner board
wing
spanye :
3Rentang soyap bahagian dalam
la :
4Leading edge swept angle inner
wing part A""_,
= 100Sudut
pinggir
depan sayap tersopu bahagian dalamA"r ,
= 100Trailing
edge swept angle inner wingpart Ar"_,
= 100Sudut
pinggir
mengekor sayap tersapu bahagiandalam At"
'
= 100Leading edge swept angle outer wing
part Ar"_o
= 150Sudut
pinggir
depan sayaptersapu bahagianluar hrt-o
=150Trailling
edge swept angle outerpart A*-o
= 50Sudut mengekor sayp tersapu bahagian
luar ltn-o :
50 The root chord length ofwing
innerpart
c,_r = 4Panjang perentas punca bahagtan sayap
dalam c,
t=
4IESA 372t3]
-4-
Determine the geometry parameter
for
thewing
as depictedin
the figure as mentioned above:Tentukan parameter geometri sayap seperti
rajah
tersebutdi
atas :(a)
The length ofroot
and thetip
chord of outerwing part c,
o andc,
,Panjang perentas punca dan perentas hujung s(lyap bahagian
luar c,
o danuti
(4 markslmarkah)
(b)
The mean aerodynamic chordc-,"
Min perentas aerodinamik c,,o,
(4 muks/markah)
(c) Wing
area reference Sr"1 Luas sayap rujukan 5,"1(4
marks/rrarkah)
(d)
Aspect ratio An dan taper ratio l"Nisbah bidang
An
dan nisbah tirus )"(4
marks/markah)
(e)
Location of the coordinate the mean aerodynamic chordi*" .". ,
Y"-."")
Kedudukan koordinat purata perentas aerodinamik(x"-u" ,
Y.-.u",)(4
marks/markah)
(f) If the wing
as mentioned above hasthe
aerodynamic characteristicsfor
itsairfoil
at the Mach number dataM-:
0.4 asfollows
:Jika
sayap tersebut diatas mempunyai dataciri-ciri
aerodinamikairfoil
pada Nombor MachM-:
0.4 sebagai berikut :(4",)
| -- I = 0.106/deg, 0L{ :-1.2 (
dcr ./u,,,o,,Determine the
lift
coefficientfor
thewing
at angleof attack
c,=
30 Tentukanpemalar
daya angkat sayap tersebut pada sudut serango =
30(5
markslmarkah)
...5/-
IESA
372t31 -5-3. (a)
Given a data for The Plaintrailing
edge flap asfollows
:Diberikan
data daripinggir
mengekor kemudi rata sebagai berikut :Airfoil NACA 0012; L =0.2, 6r
=200; R, = 2j6x106
c
r"n lo--
=o.olo.
2''
By using figures as available
in
the"Buku
Formula",Dengan bantuan gambar seperti yang terdapat
dalam
"BukuFormula"
Determine:
Tentukan:
(i)
The increment of thelift
coefficient due toflap
Ac,Kenaikan pemalar daya angkat disebabkan oleh
sayap Lc,
(3
marks/markah)
/a^ \ (ii)
The slope curve of thelift
coefficient due toflap
|-
|\oa )r
'
Kecerunan lengkung pemalar daya angkat disebabkan oleh sayopf*l \oa )r
(3 marks/zr
arkah)
IESA
372t31 -6-(b)
Given data for the single slotted edge flap asfollows
:Diberikan
datadari
kepak berlubangalur
satu sebagai berikut :Airfoil NACA
642-215; L =0.25 ;6r
= 250i Rr :6.0
x 106c
I
n'Tan
ior" zc
= 0.074Kenaikan pemalar daya angkat disebabkan
oleh Lc,
(3
marks/rnarkah)
/a^ \ (ii)
The slope curve of thelift
coefficient due toflap
|?
t\dal,
Mach number
M:0.3
Nombor Mach
M:
0.3By using the figure as available in the
"Buku
Formula",Dengan bantuan gambar seperti yang terdapat
dalam
"BukuFormula"
Determine:
Tentukan:
(r)
The increment of thelift
coefficient due toflap Ac,
Kecerunan lengkung pemalar daya angka.t disebabkan
oleh(*),
(3
marks/narkah)
(iii)
The increment of maximumlift coefficient Acr--*
Kenaiknn mal<simum pemalar daya
angkat Lcr-^*
(4
marks/narkah)
.. .7
/-
IESA
372131 -7-(c)
The same as problem 2 (b),but with
the shapeof
flap is"Fowler Flap"
Sama seperti soalan 2 (b), tetapi dengan bentuk kepak
ialah "Fowler Flap"
AirfoilNACA 642-215;a =0.25 i 6r =250; Rr=6.0x106
c
Tana@," 1c'
=0.074. -
=
1.20,
2c
By use the Figures as available in the
"Buku
Formula",Dengan bantuan
gambar
seperti yang terdapatdalam
"BukuFormula"
Determine:
Tentukan:
(i)
The increment of thelift
coefficient due toflap
Ac,Kenaikan pemalar daya angkat disebabkan
oleh Ac,
(3 marks/markah)
(ii)
The slope curve of thelift
coefficient due toflap [*),
/a, \
Kecerungan lengkung
pemalar
daya angkat disebabkan olehIXL
(3 marks/m
arkah)
(iii)
The increment of maximumlift coefficient Acr-.o
Kenaikan maksimum pemalar dayaangkat Lc,-**
(3 marks/markah)
4.
IESA 372/3) -8-
Given a rectangular
wing
planformwith
the data geometry as shownin
the Figure 4.1 belows :Diberikan
sayap empat persegipanjang
dengan data geometri seperti pada Rajah 4.1dibawah:
c:3
b:
12Figure
4.1 Rajah 4.1Wing
span b:
12 meterRentang sayap
b :
12 meterWing
chordc:2
meterPerentas sayap
c :
2 meterThe flap start from the position
!6:0.3
bFlap
dimulai dariposisi
The
flap
as mentioned above represent a single slottedflap with
the data as givenin
the problem number 3 (b).Flip
tersebut diatasberupa
"singleslottedJlap"
dengan data seperti yangdi
berikan dalam soalan nombor 3 (b).Using the wing
geometry dataas given
aboveand also flap data as given in
theproblem number 3
(b).
For the Mach numberM:0'3
determine :Dengan data
geometri
sayapseperti di
atasdan data
kepaksoalan nombor 3
(b).Untuk nombor Mach
M :
0.3 tentuknn : Flap sectior...9t-
IESA
372t3) -9-(a) Determine the
geometrical parameterof wing and flap which would
berequired for the
aerodynamic characteristiccalculations related to the lift
coeffrcients (as example :
wing
area, aspect ratio, taper ratio etc.)Tentuknn besaran besaran parameter geometry sayap + kepak
yangdtperlukan dalam perkiraan aerodinamik sayap dan kepak dalam hal
berkenaan denganpemalar daya angknt (misalnya : Iuasan sayap,
aspekratio,
taperratio,
dan lain-lainnya).(5 marks/rn
arkah)
(b)
The slopeof lift
coefficient curveKecerungan lengkung
pekali
daya angkat sayap(c)
The slopeof lift
coefficient curve(5
marks/markah)
due to flap deflection
Kecerungan lengkung pekati daya angkat sayap akibat flap
deflel<si (ac,\
\ do )*,,,*r"o
(5
marks/rtarkah) Calculate
thezerolift
drag coefficient for thiswing
(Coo )*,n, .Arrume
that thewing's
Reynolds numberis
107.Kirakan
berapa besarnya pemalar daya,seret pada padapemalar
daya angkatsifar untuk sayap tersebut diatas.
(Coo)*,.*. Anggap nombor
Reynolds sayap:107(5
marksfz arkah)
If the the flap which originally
wasa single
slottedflap
then replacedby
afowler flap with the
aerodynamics characteristics asgiven in
theproblem
3(c). Assume that the zero lift angle of attack for this configuration
isoL=' =
-230.
Calculate thelift
coefficientof
thewing
andflap for
the angleofattack tr:
50.Jikn
kepakdari yang
semulaadalah
kepakjenis single sloned
digantikan dengan kepakjenis
;'Fowlerflap"
dengandata aerodinamik "fowler .flop"
sepirti ,oilo,
nomborj (c).
Anggap sudut serang padapemalar
daya angknt(!9'\
\ da )*,,,
(
ac'\
l1i )*^r.r,o
( ac'\
ldo ),,.r
(d)
(e)
IESA
372t31_10_
5. An aircraft with the
datafor the wing, airfoil
andflower flap
as describedin
the problems number 3 and number4. In
additionto
this, the additional data aircraft are given asfollow
:Suatu Pesawat terbang dengan data sayap,
airfoil
dan single slottedflap
seperti yangdiberikan pada soalan nombor 3 dan nombor 4
tersebutdi atas. Disamping
itu pesawat tersebut mempunyai data tambahan sebagai berikut.Hoizontaltallarea Sn = 0.15 S*
Luas ekor mendatar
Sr, = 0.15 S*
Tail
incidence angleir, =
20Sudut ekor terpasang
in = )o
Horizontal
tail
dynamics pressurenh =
0.80Tekanan dinamik ekor mendatar
nh =
0.80The slope of
tail lift
coeffici""r(+) \da
),0-- 5.84
had,/ ,n \
Kecerunan lengkung
pekali
angkat ekor[ryl = 5-84lrad
\da
),^Horizontal distance among the mean aerodynamic control points of wing
andhorizontal
tail
(.^ = 3.5 c,""
Jarak
mendatarpurata antara titik
kawalan aerodinamik sayapdan ekor
mendatar(,^ = 3.5
c^u"Vertical
distancewing
and horizontaltall h, - 0.85
c.n"Jarak vertiknl sayap dan ekor mendatar
ft,
=0'85
c,o"Fuselage diameter ds= 2.5 c^u"
Diameter badan pesawat dy
:
2.5 c^os Thewing
incidencei*:
3oSudut sayap terpasang
ir:
3o...11/-
IESA 372/31 -11-
Calculate
Kirakan:
(a)
The wing bodylift
curve slope(Cr")*,
Kecerunan lengkung pekali daya angkat sayapbadan
pesawat(Cr")*
(5
marks/narkah)
(b)
Theairplane lift
curve slope coefrtcients (Cr")oKecerunan lengkung pekali daya angkat pesawat (Cr, )o
(5
marks/z arkah)
(c)
The airplane zero angle of attacktift cofficient
(Ct,=o)o Pekali daya angkat pesawat pada sudut serangsifar (C,
"=o)o
(5
marks/n arkah)
(d)
The airplane zerolift
angle ofattack
(or=o)oSudut serang pada pekali daya angkat
sifar
(or=o)o(5 marks/rn
arkah)
(e)
The airplane maximumlift cofficients (Ct^*)o Pekali
daya angkat maximum pesawat(Cr.*
)o(5 marks/rr
arkah)
- ooooooo
-