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Mechanics of Flight by Alfred Cotterill Kermode

Title Mechanics of Flight
Author Alfred Cotterill Kermode
Publisher
Release 2012
Category Technology & Engineering
Total Pages 502
ISBN 9780273773511
Language English, Spanish, and French
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Book Summary:

Mechanics of Flight is an ideal introduction to the basic principles of flight for students embarking on courses in aerospace engineering, student pilots, apprentices in the industry and anyone who is simply interested in aircraft and space flight. Written in a straightforward and jargon-free style, this popular classic text makes the fascinating topic of aircraft flight engaging and easy to understand. Starting with an overview of the relevant aspects of mechanics, the book goes on to cover topics such as air and airflow, aerofoils, thrust, level flight, gliding, landing, performance, manoeuvres, stability and control. Important aspects of these topics are illustrated by a description of a trial flight in a light aircraft. The book also deals with flight at transonic and supersonic speeds, and finally orbital and space flight.

Mechanics of Flight by Warren F. Phillips

Title Mechanics of Flight
Author Warren F. Phillips
Publisher John Wiley & Sons
Release 2004-01-29
Category Technology & Engineering
Total Pages 966
ISBN 9780471334583
Language English, Spanish, and French
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Book Summary:

This textbook addresses the elementary concepts of flight mechanics, everything from the equations of motion to aircraft performance.

Mechanics of Flight by Alfred Cotterill Kermode

Title Mechanics of Flight
Author Alfred Cotterill Kermode
Publisher
Release 2012
Category Electronic books
Total Pages 512
ISBN 9781488671920
Language English, Spanish, and French
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Book Summary:

Mechanics of Flight is an ideal introduction to the basic principles of flight for students embarking on courses in aerospace engineering, student pilots, apprentices in the industry and anyone who is simply interested in aircraft and space flight. Written in a straightforward and jargon-free style, this popular classic text makes the fascinating topic of aircraft flight engaging and easy to understand. Starting with an overview of the relevant aspects of mechanics, the book goes on to cover topics such as air and airflow, aerofoils, thrust, level flight, gliding, landing, performance, manoeuv.

Mechanics of Flight by Alfred Cotterill Kermode

Title Mechanics of Flight
Author Alfred Cotterill Kermode
Publisher Prentice Hall
Release 1996
Category Technology & Engineering
Total Pages 514
ISBN
Language English, Spanish, and French
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Book Summary:

Beginning with a summary of the mechanics of flight, this book goes on to cover various aspects such as air and airflow, aerofoils, thrust, level flight, gliding, landing, etc. It will continue to be an excellent text for all student pilots.

Basic Flight Mechanics by Ashish Tewari

Title Basic Flight Mechanics
Author Ashish Tewari
Publisher Springer
Release 2016-04-22
Category Technology & Engineering
Total Pages 136
ISBN 3319300229
Language English, Spanish, and French
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Book Summary:

This book presents flight mechanics of aircraft, spacecraft, and rockets to technical and non-technical readers in simple terms and based purely on physical principles. Adapting an accessible and lucid writing style, the book retains the scientific authority and conceptual substance of an engineering textbook without requiring a background in physics or engineering mathematics. Professor Tewari explains relevant physical principles of flight by straightforward examples and meticulous diagrams and figures. Important aspects of both atmospheric and space flight mechanics are covered, including performance, stability and control, aeroelasticity, orbital mechanics, and altitude control. The book describes airplanes, gliders, rotary wing and flapping wing flight vehicles, rockets, and spacecraft and visualizes the essential principles using detailed illustration. It is an ideal resource for managers and technicians in the aerospace industry without engineering degrees, pilots, and anyone interested in the mechanics of flight.

Title Flight Mechanics of High Performance Aircraft
Author Nguyen X. Vinh
Publisher Cambridge University Press
Release 1995-05-04
Category Technology & Engineering
Total Pages 396
ISBN 9780521478526
Language English, Spanish, and French
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Book Summary:

Covers all aspects of flight performance of modern day high-performance aircraft.

Title Flight mechanics and flight control for a multibody aircraft
Author Köthe, Alexander
Publisher Universitätsverlag der TU Berlin
Release 2019-06-26
Category Science
Total Pages 278
ISBN 3798330360
Language English, Spanish, and French
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Book Summary:

Aircraft operating as so-called High Altitude Platform Systems (HAPS) have been considered as a complementary technology to satellites since several years. These aircraft can be used for similar communication and monitoring tasks while operating at a fraction of the cost. Such concepts have been successfully tested. Those include the AeroVironment Helios and the Airbus Zephyr, with an endurance of nearly 624 hours (26 days). All these HAPS aircraft have a high-aspect-ratio wing using lightweight construction. In gusty atmosphere, this results in high bending moments and high structural loads, which can lead to overloads. Aircraft crashes, for example from Google’s Solara 50 or Facebook’s Aquila give proof of that fact. Especially in the troposphere, where the active weather takes place, gust loads occur, which can lead to the destruction of the structure. The Airbus Zephyr, the only HAPS aircraft without flight accidents, provides only a very small payload. Thus it does not fully comply with the requirements for future HAPS aircraft. To overcome the shortcomings of such single-wing aircraft, so-called multibody aircraft are considered to be an alternative. The concept assumes multiple aircraft connected to each other at their wingtips. It goes back to the German engineer Dr. Vogt. In the United States, shortly after the end of World War II, he experimented with the coupling of manned aircraft. This resulted in a high-aspect-ratio wing for the aircraft formation. The range of the formation could be increased correspondingly. The engineer Geoffrey S. Sommer took up Vogt’s idea and patented an aircraft configuration consisting of several unmanned aerial vehicles coupled at their wingtips. However, the patent does not provide any insight into the flight performance, the flight mechanical modeling or the control of such an aircraft. Single publications exist that deal with the performance of coupled aircraft. A profound, complete analysis, however, is missing so far. This is where the present work starts. For the first time, a flying vehicle based on the concept of the multibody aircraft will be analyzed in terms of flight mechanics and flight control. In a performance analysis, the aircraft concept is analyzed in detail and the benefits in terms of bending moments and flight performance are clearly highlighted. Limits for operation in flight are shown considering aerodynamic optimal points. The joints at the wingtips allow a roll and pitch motion of the individual aircraft. This results in additional degrees of freedom for the design through the implementation of different relative pitch and bank angles. For example, using individual pitch angles for individual aircraft further decreases the induced drag and increases flight performance. Because the lift is distributed symmetrically, but not homogenously along the wingspan, a lateral trim of the individual aircraft in formation flight becomes necessary. The thesis presents a new method to implement this trim by moving the battery mass along half the wingspan, which avoids additional parasite drag. Further, a complete flight dynamics model is provided and analyzed for aircraft that are mechanically connected at their wingtips. To study this model in detail, a hypothetical torsional and bending spring between the aircraft is introduced. If the spring constants are very high, the flight dynamics model has properties similar to those of an elastic aircraft. Rigid-body and formation eigenmotions can be clearly distinguished. If the spring constants are reduced towards zero, which represents the case of the multibody aircraft, classical flight mechanics eigenmotions and modes resulting from the additional degrees of freedom are coupled. This affects the eigenstructure of the aircraft. Hence, normal motions with respect to the inertial space as known from a rigid aircraft cannot be observed anymore. The plant also reveals unstable behavior. Using the non-linear flight dynamics model, flight controllers are designed to stabilize the plant and provide the aircraft with an eigenstructure similar to conventional aircraft. Different controller design methods are used. The flight controller shall further maintain a determined shape of the flight formation, it shall control flight, bank and pitch angles, and it shall suppress disturbances. Flight control theories in the time domain (Eigenstructure assignment) and in the frequency domain (H-infinity loop-shaping) are considered. The resulting inner-control loops yield a multibody aircraft behavior that is similar to the one of a rigid aircraft. For the outer-control loops, classical autopilot concepts are applied. Overall, the flight trajectory of the multibody aircraft above ground is controlled and, thus, an actual operation as HAPS is possible. In the last step, the flight controller is successfully validated in non-linear simulations with complete flight dynamics. Flugzeuge in der Form von sogenannten Höhenplattformen (engl. High-Altitude Platform Systems, HAPS) werden seit einigen Jahren als kostengünstige Ergänzung zu teuren Satelliten betrachtet. Diese Flugzeuge können für ähnliche Kommunikations- und überwachungsaufgaben eingesetzt werden. Zu den gegenwärtigen Konzepten solcher Fluggeräte, die bereits erfolgreich im Flugversuch eingesetzt wurden, zählen der Helios von AeroVironment und der Airbus Zephyr, der eine Flugdauer von fast 624 Stunden (26 Tagen) erreicht hat. Alle diese HAPS-Flugzeuge besitzen einen Flügel langer Streckung, der in Leichtbauweise konstruiert ist. Hieraus resultieren in böiger Atmosphäre hohe Biegemomente und starke strukturelle Belastungen, die zu überbelastungen führen können. Flugunfälle beispielsweise von Googles Solara 50 oder Facebooks Aquila belegen dies. Insbesondere in der Troposphäre, in der das aktive Wetter stattfindet, treten Böenlasten auf, die die Struktur zerstören können. Der Airbus Zephyr, der bisher als einziges HAPS-Flugzeug frei von Flugunfällen ist, besitzt nur eine sehr geringe Nutzlast. Daher kann er die Anforderungen an zukünftige HAPS-Flugzeuge nicht vollständig erfüllen. Um die Schwachstellen solcher Ein-Flügel-Konzepte zu überwinden, wird in dieser Arbeit ein alternatives Flugzeugkonzept betrachtet, das als Mehrkörperflugzeug bezeichnet wird. Das Konzept geht von mehreren, an den Flügelspitzen miteinander verbundenen Flugzeugen aus und beruht auf Ideen des deutschen Ingenieurs Dr. Vogt. Dieser hatte in den USA kurz nach Ende des Zweiten Weltkrieges bemannte Flugzeuge aneinanderkoppeln lassen. Hierdurch ergab sich ein Flugzeugverbund mit einem Flügel langer Streckung. Damit konnte die Reichweite des Verbundes gesteigert werden. Geoffrey S. Sommer griff die Idee von Vogt auf und lies sich eine Flugzeugkonfiguration patentieren, die aus mehreren, unbemannten Flugzeugen besteht, die an den Enden der Tragflächen miteinander gekoppelt sind. Die Patentschrift gibt jedoch keinen Einblick in die Flugleistungen, die flugmechanische Modellierung oder die Regelung eines solchen Fluggerätes. Vereinzelt existieren Veröffentlichungen, die sich mit den Flugleistungen von gekoppelten Luftfahrzeugen beschäftigen. Eine tiefgreifende, vollständige flugmechanische Analyse fehlt jedoch bisher. Hier setzt die vorliegende Arbeit an. Ein Fluggerät basierend auf dem Konzept des Mehrkörperflug-zeugs wird erstmalig hinsichtlich der Flugmechanik und Flugregelung untersucht. In einer Flugleistungsbetrachtung wird das Flugzeugkonzept genau analysiert und die Vorteile hinsichtlich der Biegemomente und der Flugleistungen klar herausgestellt. Die Grenzen des Einsatzes im Flugbetrieb werden mithilfe aerodynamischer Optimalpunkte aufgezeigt. über die Lager an den Flügelspitzen, die eine relative Roll- und Nickbewegung der Flugzeuge untereinander ermöglichen, ergeben sich durch die Einstellung unterschiedlicher Längslage- und Hängewinkel zusätzliche Freiheitsgerade im Entwurf. Die Verwendung unterschiedlicher Nicklagewinkel der einzelnen Flugzeuge reduziert beispielsweise den induzierten Widerstand weiter und steigert die Flugleistung. Durch die symmetrische, entlang der Spannweite jedoch nicht homogene Auftriebsverteilung ist auch eine laterale Trimmung der einzelnen Flugzeuge in der Formation notwendig. Hier stellt die Arbeit eine neuartige Möglichkeit vor, um diese Trimmung ohne zusätzlichen parasitären Widerstand mittels Verschiebung der Batteriemasse entlang der Halbspannweite umzusetzen. Weiterhin wird ein vollständiges flugdynamisches Modell für über mechanische Lager verbundene Luftfahrzeuge aufgestellt und analysiert. Für diese Analyse wird eine hypothetische Torsions- und Biegefeder zwischen den Flugzeugen modelliert. Sind die Federsteifigkeiten hinreichend hoch, besitzt das flugdynamische Modell Eigenschaften, die einem elastischen Flugzeug entsprechen. Starrkörper- und elastische Eigenbewegungsformen sind in diesem Fall klar separiert. Bei immer weiterer Reduzierung, bis auf eine Federsteifigkeit von Null, kommt es zu Kopplungen zwischen den klassischen, flugmechanischen Eigenbewegungsformen und den Moden aus den zusätzlichen Freiheitsgraden. Dies stellt den Auslegungsfall für das Mehrkörperflugzeug dar. Hierbei verändert sich die Eigenstruktur (engl. eigenstructure) des Flugzeugs und normale, bei einem starren Flugzeug beobachtbare Bewegungen gegenüber dem inertialen Raum sind nicht mehr erkennbar. Zusätzlich zeigt die Strecke instabiles Verhalten. Basierend auf dem nichtlinearen, flugdynamischen Modell werden mit verschiedenen Methoden Regler entworfen, die die Regelstrecke stabilisieren und dem Flugzeug eine Streckenstruktur zuweisen, die derjenigen klassischer Flugzeuge ähnelt. Zudem soll durch die Regler eine vorgegebene Form des Flugzeugverbundes beibehalten werden, die Fahrt, der Längs- und Rolllagewinkel sollen geregelt und Störungen unterdrückt werden. Als Auslegungsverfahren werden Theorien der Zustandsregelungen im Zeitbereich (Eigenstrukturvorgabe) und Frequenzbereich (H-infinity loop-shaping) verwendet. Hierdurch wird durch die inneren Regelschleifen ein Verhalten des Mehrkörperflugzeugs erzielt, das dem eines starren Flugzeugs entspricht. Für die äußeren Regelschleifen werden anschließend klassische Konzepte von Autopiloten verwendet. Im Ergebnis ist eine Regelung des Flugweges über Grund des Mehrkörperflugzeugs und somit ein tatsächlicher Betrieb als HAPS möglich. Die Funktionalität des Reglers wird abschließend in nichtlinearen Simulationen mit vollständiger Flugdynamik verifiziert.

Flight Mechanics by Angelo Miele

Title Flight Mechanics
Author Angelo Miele
Publisher Courier Dover Publications
Release 2016-03-15
Category Technology & Engineering
Total Pages 432
ISBN 0486801462
Language English, Spanish, and French
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Book Summary:

Classic text analyzes trajectories of aircraft, missiles, satellites, and spaceships in terms of gravitational forces, aerodynamic forces, and thrust. Topics include general principles of kinematics, dynamics, aerodynamics, propulsion; quasi-steady and non-steady flight; and applications. 1962 edition.

Title The Fantasy and Mechanics of Flight
Author Paul E. Fortin
Publisher
Release 1993
Category Aeronautics
Total Pages 53
ISBN
Language English, Spanish, and French
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Book Summary:

Title Mechanics Of Flight 11 E
Author Kermode
Publisher Pearson Education India
Release 2007-09
Category
Total Pages 512
ISBN 9788131716571
Language English, Spanish, and French
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