پایان نامه بررسی تجربی رفتار ملخ یک هواپیمای بدون سرنشین
اختصاصی از یارا فایل پایان نامه بررسی تجربی رفتار ملخ یک هواپیمای بدون سرنشین دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:63
پایان نامه دوره کارشناسی مهندسی هوافضا
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
چکیده 7
فصل اول
مقدمه 8
فصل دوم
تئوری حاکم بر کارکرد ملخ 10
تئوری مومنتوم ( MOMENTUM THEORY ) 10
تئوری المان پره (BLADE ELEMENT THEORY ) 14
تأثیر افزایش سرعت باد روبه¬روی ملخ بر روی میزان نیروی پیشران تولیدی 19
تأثیر تغییر در تعداد پره¬های ملخ بر روی توان تولیدی 20
تأثیر تغییر در قطر پره¬های ملخ بر روی توان تولیدی 20
الگوریتم طراحی ملخ 21
پارامترهای ملخ ( Propeller Parameter ) 22
ضریب نیروی پیشران تولیدی ملخ (THRUST COEFFICIENT ) 22
ضریب توان تولیدی ملخ (POWER COEFFICIENT ) 22
نسبت پیشروندگی ( ADVANCE RATIO ) 23
SOLIDITY 25
تحلیل رفتار پارامترهای مختلف 26
متغیرر ضرایب نیروی پیشران و توان تولیدی ملخ ( و ) 26
الف ) متغیرر ضریب نیروی پیشران 26
ب ) متغیرر ضریب توان تولیدی 27
تغییرات نسبت پیشروندگی ( ADVANCE RATIO ) 28
تغییرات مقدار SOLIDITY 28
نامگذاری ملخ¬ها 29
مثال عملی برای در زمینه پارامترهای طراحی ملخ و بررسی نمودارهای آن 30
فصل سوم
بررسی رفتار ملخ هواپیما در رژیمهای سرعتی زیر صوت با استفاده از روشهای تجربی 34
تشریح روند داده¬برداری در تست¬ها 35
جداول ثبت نتایج 36
الف ) جدول شماره یک 36
ب ) جدول شماره دو 36
ج ) جدول شماره سه 37
تست شماره یک 39
روند اجرایی تست شماره 1 39
نتایج حاصله از تست شماره 1 40
نمودارهای مربوطه شماره 1 40
تست شماره دو 43
روند اجرایی تست شماره 2 43
نتایج حاصله از تست شماره 2 44
نمودارهای مربوطه تست شماره 2 44
تست شماره سه 47
روند اجرایی تست شماره3 47
نتایج تست شماره3 47
نمودارهای تست شماره 3 48
مقایسه نتایج تستهای تجربی 50
الف ) مقایسه بازده (Efficiency ) 51
ب ) مقایسه ضریب نیروی پیشران 53
ج ) مقایسه ضریب توان تولیدی 53
د ) مقایسه نسبت پیش¬روندگی ( J ) 55
الگوریتم انتخاب ملخ مناسب برای یک هواپیما با استفاده از روشهای تجربی و نتایج تستها 56
پیوست شماره 1 58
پیوست شماره 2 61
منابع و مأخذ 63
چکیده :
در این پایان نامه که تحت عنوان " بررسی رفتار ملخ یک هواپیمای مدل " آماده شده است, اقدام به جمعآوری اطلاعاتی چند در مورد رفتار ملخ هواپیما در پرواز، با استناد به انجام تستهای مشخص شده است. برای این منظور ملخ، به لحاظ شکل آیرودینامیکی و نیز مشخصههای کارایی آن مورد بررسی قرار گرفته و روشهای عملی در قالب الگوریتم، برای انتخاب یا طراحی ملخ مناسب برای هواپیما گردآوری شده است.
به علت محدودیت عملیاتی برای انجام تستها, تمامی پروسه تست بر روی ملخ هواپیمای بدونسرنشین انجام شده و روند کلی رفتار ملخ مورد بررسی قرار گرفته است. این روند با انتخاب سه نمونه ملخ با ابعاد مشخص و انجام تست بر روی آنها و در نهایت پردازش و تحلیل دادههای حاصل از تست, به اتمام رسیده است. تمامی اطلاعات مرتبط با این بخش، در انتهای این مجموعه در قالب پیوست شماره یک، ارائه شده است.
1 - فصل اول :
مقدمه :
با پیشرفت علوم مختلف در زمینههای گوناگون و رشد و توسعهی آن که به نوبه خود راهگشای آدمی در مسیر زندگی بوده است, شاید پیشرفت و توسعه بشر در زمینه یکی از آرزوهای سوزاننده و دیرپای خود, یعنی پرواز را از سایر موارد جدا دانستهایم. شاید علاقه خاص بشر به مبدل شدن خود به ابرقدرت مخلوقات و اثبات پیچیدگیها و تواناییهای او در کنار شایستگیهایش, این مهم را برای او به ارمغان آورده باشد.
حال اینکه امروزه, پس از گذشت بیش از صد سال از پرواز موفقیتآمیز برادران رایت و روند روبهرشد بسیار سریع علوم هوانوردی, هنوز هم بشر کنجکاو و حریص در پی کشف ناشناختههای دنیای پررمزوراز پیرامون خود میرود و با برداشتن هر قدم در این راه, کلیدی از اسرار عالم خلقت و خالق پاک بر او نمایان میشود .
بدون تردید، این پیشرفت و توسعه و طی مسیر متعالی بشر، در گرو تلاش انسانهایی کوشا و توانمند و مستعد بوده و خواهد بود؛ چرا که هنوز هم تاریخ ما تلاشها و زحمات متخصصان, اساتید و دانشمندان علوم مختلف را بهیاد دارد.
رشد علمی و سطح فرهنگی ایرانیان نیز از دیرباز زبانزد ملل مختلف بوده است و با تلاش و کوشش مثالزدنی خود, این مدعی را به اثبات رسانیدهاند. مکاتب گذشته جای خود را به دانشگاهها و آموزشکدههای امروزی داده و رسالت علم آموزی را در بین ایرانیان حفظ کردهاند. در این بین وظیفه هر ایرانی است که با تکیه بر ایمان راسخ و اتحاد, از حیثیت، رشد و طرقی علمی و فرهنگی خود, چون گذشته دفاع کند و اثباتگر توانایی خود در جهان باشد.
ما نیز با این پیشزمینه فکری قدم در راه علمآموزی نهادهایم تا بتوانیم قدمی در راستای افتخارآفرینی این مرزوبوم برداریم.
در این پایاننامه که به منظور اخذ مدرک کارشناسی مهندسی هوافضا و تحت عنوان " بررسی رفتار ملخ یک هواپیمای مدل " آماده شده است, اقدام به انجام تستهای مشخص و دادهبرداری از آنها به منظور تحلیل رفتار ملخ هواپیما در حالت استاتیک، شده است. برای این منظور, پروسههای تست و دادهبرداری را برای سه نمونه ملخ با مشخصههای ابعادی معلوم انجام داده و در هر مورد روند کلی تغییرات در رفتار آنها مورد نظر بوده است. به منظور افزایش دقت و صحت دادهبرداری در روند انجام تستها، تا حد امکان از سختافزار و ابزارآلات دقیق و مناسب با پروسه تست استفاده شده است و نیز تمامی تستها در شرایط آب و هوایی نسبتاً متغیرر و به صورت رفتوبرگشتی انجام شده است تا تأثیر متغیررهایی چون تغییرات آبوهوایی و یا خطاهای انسانی در روند دادهبرداری, به حداقل برسد.
شایان ذکر است که بخشی از سختافزار مورد نیاز تستها توسط مجریان این پروژه ساخته و آماده شده که میتوان به عنوان مثال به دستگاهی مخصوص ( تست استند )، برای اندازهگیری نیروی پیشران تولیدی ملخ اشاره کرد. با تجهیز استند فوقالذکر با یک لوله پیتوت که به یک پردازشگر دیجیتالی بسیار دقیق مجهز بوده و سوار کردن مجموعه ( ملخ + موتور ) بر روی آن, اقدام به دادهبرداری برای پارامترهایی چون نیروی پیشران تولیدی و سرعت سیال پشت ملخ شده است.
2 – فصل دوم :
تئوری حاکم بر کارکرد ملخ :
در این بخش به تئوری حاکم بر کارکرد ملخ و پارامترهای مهم در آن و نیز تأثیر متغیرهای مختلف بر کارایی آن پرداخته شده است. برای این منظور, بعد از مرور روابط ریاضی پایه در این مورد, به توضیح و تبیین برخی تعاریف و پارامترهای مهم پرداخته شده است.
الگوهای مختلفی برای بررسی رفتار ملخ هواپیماها وجود دارد. در زیر به سه روش مهم و کاربردی را که میتوان از آنها برای این منظور استفاده کرد, اشاره شده است.
- MOMENTUM THEORY
- BLADE ELEMENT THEORY
- VORTEX THEORY
در این مجموعه پایه تمامی محاسبات بر اساس الگوی اول یعنی تئوری مومنتوم گذاشته شده و در پارهای از موارد به ارائه مطالبی در زمینه روشهای دیگر پرداخته شده است.
- تئوری مومنتوم ( MOMENTUM THEORY ) :
الگوی کلاسیک مومنتوم یکی از پایهترین و اساسیترین روشهای موجود برای بررسی رفتار ملخ به شمار میآید. سهولت این روش در استفاده از آن در تئوری و عمل, یکی از مزیتهای این الگو بشمار آمده و کار با آن را برای مهندسان آسان ساخته است. طبق این روش, نیروی پیشران حاصل از گردش ملخ, در نتیجه شتابدهی به ذرات سیال مورد نظر در نواحی خاصی از اطراف آن میباشد که موجب شکلگیری یک گرادیان فشار در ناحیه مقابل و پشت ملخ شده, که این امر خود تغییرات سرعت و اندازهحرکت سیال را دراین نواحی بوجود میآورد و باعث ایجاد نیروی پیشران میشود. شکل 1.
شکل شماره 1 – شماتیک کارکرد ملخ در جریان سیال ]مرجع 12[
برای استفاده از الگوی تحلیلی تئوری مومنتوم برای بررسی رفتار رژیم جریان سیال اطراف ملخ، فرضیات سادهکننده و مهندسی به شکل قوانین مورد قبول مطرح شده است. این فرضیات به شکل زیر ارائه شدهاند. ]مرجع 4[
صفحهی چرخش ملخ، به شکل یک دیسک با ضخامت ناچیز فرض میشود.
- سرعت سیال بر روی صفحه گردشی ملخ، ثابت و تک بعدی فرض شده است.
- فشار سیال در فاصله کم در جلو و عقب صفحه گردشی ملخ، ثابت و در فاصله بینهایت از آن, برابر با فشار محیطی است.
- سیال تراکم ناپذیر فرض شده است.