عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی پارامترهای مؤثر بر ضرایب آئرودینامیکی بال یک ریزپرنده با نسبت منظری کم
- رشته تحصیلی
- مهندسی هوافضا - آئرودینامیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73827;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73827
- تاریخ دفاع
- ۲۰ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- سمیه فیضی
- استاد راهنما
- مجتبی طحانی, مهران مصدری
- چکیده
- ریزپرنده ها وسایل پرنده جدیدی هستند که مورد توجه بسیاری از کشورها و سازمان ها قرار گرفته اند. ریزپرنده ها در مقایسه با هواپیماهای معمولی در سرعت های پایین کنترل می شوند. آیرودینامیک این وسایل پرنده کاملا با آیرودینامیک هواپیماهای معمولی متفاوت است. به طور کلی هواپیماهای MAV(ریزپرنده ها) به هواپیماهای بدون سرنشین در ابعاد کمتر از 500 میلی متر گفته می شود که توانایی حمل بار در حدود 50 گرم را دارد. در این پروژه پارامترهای موثر بر ضرایب آیرودینامیکی بال یک مدل ریزپرنده با نسبت منظری کم و میدان جریان در دنباله ایرفویل در جریان مادون صوت مورد بررسی قرار خواهد گرفت. آزمایشات تجربی در تونل باد مدار بسته و مادون صوت پژوهشکده مکانیک شیراز در عدد رینولدز 300000 انجام شدهاند. در این تست از یک مدل ریزپرنده دوباله با بال زیمرمن معکوس و مقطع ایرفویلی از خانواده GOE استفاده شده است. موقعیت بالک افقی نسبت به بال اصلی به گونه ای است که می تواند در فاصله ی عمودی 50 و 75 میلی متر نسبت به بال اصلی و در سه زاویه 5- و 0 و 5 قرار گیرد. آزمایشات تونل باد در بازه وسیعی از زاویه حمله 8- تا 28 درجه انجام شده است. برای اندازه گیری نیروهای آیرودینامیکی از دستگاه بالانس6 مولفه ای و برای اندازه گیری میدان سرعت در دنباله ایرفویل در فاصله ای معادل 7/0 طول وتر ماکزیمم، از یک ریک حاوی پراب‌های فشار کل استفاده شده است. نتایج اندازه‌گیری‌های نیرویی بالانس و پروفیل‌های سرعت دنباله نشان می‌دهد که وجود بالک فواید زیادی از جمله زیادشدن ضریب برآ و کاهش ضریب پسا داشته است. همچنین بالک‌های نگهدارنده عمودی می‌توانند اثرات گردابه‌های نوک بال را کاهش داده و از گسیل شدن آن‌ها از لبه فرار جلوگیری کنند. در بعضی از موارد استفاده از بال افقی با ارتفاع و زاویه حمله مناسب می‌تواند رفتار آیرودینامیکی بال را بهبود بخشیده و به‌طور کلی باعث پایداری بیشتر بال شود. به همین دلیل بال با بالک در زاویه حمله و ارتفاع مناسب و مشخص را می‌تواند بهترین گزینه برای طراحی یک ریزپرنده به‌شمار آید.
- Abstract
- Micro air vehicles (MAV) are flying instruments that are substantially under consideration by various organizations nowadays. Micro air vehicles are being controlled in lower air speeds in comparison to common airplanes. Aerodynamic of these flying vehicles is completely different with that of common airplanes. Indeed, MAV are told to the unmanned vehicles with dimensions of less than 500 millimeters, having the carriage capacity of about 50 gr. In this paper parameters that may affect aerodynamic coefficients of low aspect ratio MAV wing and the wake survey of the wing have been investigated. Experiments have been conducted in the subsonic closed circuit wind tunnel of Shiraz research center at Reynolds number of 300,000. An inverse Zimmerman wing and a horizontal tail of GOE airfoils family are chosen for the model construction. The horizontal tail can be placed in the vertical distances of 50 and 75 mm from the wing at three angles of -5, 0 and 5. Experiments are performed in wide ranges of angles of attack from -8 to 28 degrees. A six components balance and a total pressure rake have been used to measure the aerodynamic forces and wake velocity at about 0.7 of chord behind the model. Results of experiments show that using horizontal tail has great effects on drag reduction and increasing lift. Besides the vertical holders of horizontal tail limit the effects of tip vortices and prevent them to roll up at trailing edge. In some cases using horizontal tail with appropriate location and angle of attack improves the aerodynamic performance of the wing. Also horizontal tail can make the wing more stable at high angles of attack. Indeed, these information can be useful for design of MAV. Keywords: MAV; inverse Zimmerman wing; lift; drag; pitching moment; wake survey
