F-16 vs Darth Vaders Tie Fighter – hvem vinner en atmosfærisk dogfight? SOLIDWORKS Flow Simulation

Darth Vaders Tie Fighter i ikke-atmosfærisk aksjon

Tony Melkild

 

Av Tony Melkild
04.05.2017

I de fleste tilfeller så ser vi imperiets Tie Fighters utkjempe intergalaktiske stjernekamper i rommets vakum mot sine erkefiender, nemlig rebellene i sine X-Wings. Men hva skjer mon tro, om vi jordlinger entrer kampen på rebellenes side, og det ender med dogfights mano-a-mano i jordens atmosfære? Svaret finner vi selvfølgig vis med SOLIDWORKS.

På semivitenskapelig vis så henviser vi til denne Quora-tråden som sier at selv om jagerfly på sekstitallet hadde muligheten til å fly i hastigheter over 1.5 mach, så gjorde de det ytterst sjelden. Dette var grunnet en kombinasjon av manøvreringshastigheten og ikke minst pilotenes evne til å se motstanderen i dogfights. Nå utelukker vi selvsagt alle de flotte elektroniske hjelpemidlene som har dukket opp i ettertid.

Oppsett av SOLIDWORKS Flow Simulation studie

Med full tillit til ovennevnte kilde har vi satt opp et CFD-studie i SOLIDWORKS Flow Simulation for å teste «lift» og «drag» for F-16 sammenlignet med det vi kaller Darth Vaders Tie Fighter. Påstanden vår er her at den aerodynamiske utformingen av Tie Fighters muligens vil slite med å fly særlig godt i dogfights tett på landjorda, og at menneskeheten således vil beseire Darth Vader med en middels pilot. Veldig likt Will Smith i Independence Day.

 

tie fighter størrelse
Modell basert på Tie Fighter funnet på GrabCAD . Sjekket størrelse mot sittende menneske hentet fra 3dcontentcontral

 

Vi gjorde en tilsvarende øvelse på modell basert på F16 Fighting Falcon, også funnet på GrabCAD
Vi gjorde en tilsvarende øvelse på modell basert på F16 Fighting Falcon, også funnet på GrabCAD

 

Equidistant mesh ble lansert i SOLIDWORKS Flow Simulation 2016, og er et effektivt verktøy for å lage gode lokale mesh med få klikk.
Equidistant mesh ble lansert i SOLIDWORKS Flow Simulation 2016, og er et effektivt verktøy for å lage gode lokale mesh med få klikk.

Lift og drag

Så hva er «lift» og «drag»? Jo, lift er løftekraften som typisk vingene til et fly gir når flyet kommer opp i en viss hastighet. Altså kraft opp. Dette løfter flyet og lar det holde seg svevende, såfremt løftekraften er større enn tyngdekraften. Vi har her kjørt analysen helt ned i 100 km/t, noe som nok ikke er reelt da løftekraften nok er for liten til å la et F-16 på rundt 10 tonn ta av fra rullebanen. Men her spiller mange parametere inn, og bare ved å få løftet nesen på flyet så vil piloten kunne øke løftekraften mye.

«Drag» på sin side er summen av krefter som virker på et legeme mot strømningsretningen. Luftstrømmen i dette tilfellet skaper et varierende overflatetrykk, og summen av dette gir «drag», hvis man skal si det enkelt. For å komplisere dette videre så vil man i mange tilfeller også måtte inkludere en dimensjonsløs konstant i beregningen av drag som tar høyde for objektets form med tanke på friksjon mm.

Men siden dette er en ren sammenligningsanalyse, og forskjellene viser seg å være nokså så store, så har vi bestemt oss for å ikke ta noe dypdykk ned i formelverket. Beklager.

Resultat

 

Lift og drag angitt i Newton mot km/t. Fartøyvinkel angitt til 0 grader, med luftstrøm rett på.
Lift og drag angitt i Newton mot km/t. Fartøyvinkel angitt til 0 grader, med luftstrøm rett på.

 

Trykkfordeling som forklarer noe av drag-problematikken. Intervall på 80000-110000 Pa. Verdt å nevne at en av høytrykksonene under nesen på F-16 faktisk er et luftinntak i virkeligheten.
Trykkfordeling som forklarer noe av drag-problematikken. Intervall på 80000-110000 Pa. Verdt å nevne at en av høytrykksonene under nesen på F-16 faktisk er et luftinntak i virkeligheten.

 

Resultatene taler for seg selv, og vi kan med stor sikkerhet anta luftherredømme på egen jord.

Darth Vader, May the Fourth be with you.

solidworks may the fourth 09

Comments are closed, but trackbacks and pingbacks are open.