Доцент Петрович – Беспилотники и нейросети. Использование EXCEL. Практикум (страница 1)

Доцент Петрович

Беспилотники и нейросети. Использование EXCEL. Практикум

Глава

Приложение Excel широко используется для анализа, моделирования и проектирования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Вот несколько конкретных примеров практического применения Excel при изучении БПЛА.

Глава1. Расчет аэродинамических характеристик

В Excel удобно рассчитывать коэффициенты подъемной силы (C_L) и сопротивления (C_D), используя табличный подход. Для этого вводятся данные по углу атаки, скорости полета, плотности воздуха и площади крыла. Затем вычисляются значения подъемной силы и сопротивления, строятся графики зависимости этих величин от угла атаки и скорости полета.

Вот так выглядит формула расчета коэффициента подъемной силы БПЛА :

Глава 2. Моделирование траектории полета

С помощью Excel можно построить простую модель движения БПЛА, задав начальные условия (скорость, угол наклона траектории, масса аппарата), рассчитать параметры движения (высоту, дальность, время полета) и визуализировать траекторию полета.

Пример модели расчета высоты полета:

Глава 3. Оптимизация конструкции БПЛА

Excel позволяет проводить параметрический анализ различных конструктивных решений: варьируя массу, мощность двигателя, размеры крыльев и другие характеристики, можно выбрать оптимальную конфигурацию аппарата для заданных условий эксплуатации.

Например, можно создать таблицу с различными вариантами массы, мощности двигателей и размеров крыла, рассчитывая такие показатели, как максимальная высота, дальность полета, время работы аккумулятора и эффективность использования энергии.

Пример 1.

Для создания таблицы в Excel с расчетами показателей беспилотника (БПЛА), предлагаю следующую структуру столбцов и формулы расчета основных характеристик:

Таблица 1.1.

Таблица 1.2.

Теперь рассмотрим, какие формулы мы можем использовать для расчетов каждого показателя:

Формулы для расчета:

1. Максимальную высоту полета можно рассчитать следующим образом:

где p – мощность двигателя, а – коэффициент, зависящий от конструкции аппарата и условий эксплуатации. Допустим, что= 0.001.

Тогда формула в ячейке программы Excel будет выглядеть так:

= 0.001 * C2^0.8

2. Дальность полета рассчитывается приблизительно по следующей формуле:

где A – площадь крыла, m – масса БПЛА, – эмпирический коэффициент (например, = 0.005).

Формула в Excel:

= 0.005 * C2/B2 * D2^0.5

3. Время работы аккумулятора зависит от емкости батареи, потребления энергии двигателем и полезной нагрузки. Предположим, что емкость аккумулятора составляет E = 20 Вт* ч, и тогда формула для расчета времени работы выглядит так:

t = E/P

Формула в Excel:

=20/C2

4. Эффективность использования энергии можно выразить как отношение потребляемой мощности к массе аппарата:

Формула в Excel:

=C2/B2

Таким образом, заполнив данные и вставив соответствующие формулы в указанные ячейки, вы получите таблицу с расчетами всех необходимых показателей для вашего БПЛА.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.