توسعة نرم‌افزار محاسبة بار دینامیکی وارد بر بال و دم افقی یک هواپیما با تغییر زاویة بالابر

نوع مقاله : علمی- ترویجی

نویسنده

گروه هوافضا، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

در این تحقیق، نرم‌افزار شبیه‌ساز دینامیکی نمایش تغییرات زمانی ضریب بار بال و دم افقی هواپیما تدوین ‌شده است. معادلات مرتبط با بارگذاری دم، متأثر از جابجایی سطح کنترلی بالابر استخراج، با استفاده از نرم‌افزار متلب حل و در قالب یک نرم‌افزار گرافیکی ارائه شده است. با واردکردن تغییرات زمانی زوایای انحراف سطح بالابر در هر مانور پروازی و ضرایب و مشتقات لازم، مقدار ضریب بار و نیروهای آیرودینامیکی بال و دم نسبت به زمان محاسبه شده است. در استخراج معادلات، تأثیرات تأخیر زمانی جریان فرووزش، تغییرات زاویة دم افقی به دلیل چرخش و گشتاور انحنای سطح دم در نظر گرفته شده است. مقایسة نتایج با حل تحلیلی معادلات، صحت خروجی نرم‌افزار را تأیید می‌کند. این کار یک روش منطقی برای محاسبات بارگذاری سطوح دم و بال هواپیما ارائه می‌دهد که برای طراحی سازة بال و دم افقی و همچنین تطابق با بندهای بارگذاری آیین‌نامه‌های هوانوردی برای اخذ مجوز پروازی هواپیما مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کلیدواژه‌ها


[1] Chen, S., Lyu, Z., Kenway, G.K.W., and Martins, J.R.R.A., “Aerodynamic Shape Optimization of Common Research Model, Wing–Body–Tail Configuration”, J. Aircraft, Vol. 53, No. 1, pp. 276-293, 2015.
[2] Castellani, M., Lemmens, Y., and Cooper, J.E., “Parametric Reduced Order Model Approach for Rapid Dynamic Loads Prediction”, Aerospace Sci. and Tech., Vol. 52, pp. 29-40, 2016.
[3] Ripepi, M., Verveld, M.J., Karcher, N.W., Franz, T., Abu-Zurayk, M., Görtz, S., and Kier, T.M., “Reduced-order Models for Aerodynamic Applications, loads and MDO”, CEAS Aeronautical Journal, Vol. 9, No. 1, pp. 171–193, 2018.
[4] Morton, S.A., Cummings, R.M., and Kholodar, D.B., “High Resolution Turbulence Treatment of F/A-18 Tail Buffet”, J. Aircraft, Vol. 44, No. 6, pp. 1769-1775, 2007.
[5] Attorni, A., Cavagna, L., and Quaranta, G., “Aircraft T-tail Flutter Predictions Using Computational Fluid Dynamics”, J. Fluids and Structures, Vol. 27, No. 2, pp. 161-174, 2011.
[6] Elham, A., La Rocca, G. and Vos, R., “Refined Preliminary Weight Estimation Tool for Airplane Wing and Tail”, SAE Technical Paper, 2011-01-2765, 2011.
[7] Decker, J.L., “Horizontal Tail Loads in Abrupt Pull-Ups from Level Flight”, J. the Aeronautical Sciences, Vol. 18, No. 12, pp. 835-841, 1951.
[8] Goron, G., Duca, R., Sarojini, D., Shah, S., Chakraborty, I., Briceno, S.I., and Mavris, D.N., “A Simulation-Based Framework for Structural Loads Assessment during Dynamic Maneuvers”, The 17th AIAA Aviation Tech., Integ., and Operations Conf., AIAA AVIATION Forum, (AIAA 2017-3767), 2017.
[9] Pearson, H.A., “Derivation of Charts for Determining the Horizontal Tail Load Variation with any Elevator Motion”, NASA ReportNo. 759, National Advisory Committee for Aeronautics, January 1943.