ارزیابی عملکرد آیرودینامیکی پیچش هندسی با تغییر عدد رینولدز در یک نمونه هواپیمای بال پرنده

پیچش، یکی از مولفه های اساسی در طراحی هواپیماهای بال پرنده و بدون دم بوده که منجر به رفع برخی از چالش های آیرودینامیکی موجود در این دسته از هواپیماها می شود. تحقیق حاضر به منظور بررسی آیرودینامیکی اعمال پیچش هندسی در یک نمونه هواپیمای بال پرنده ی مادون صوت و ارزیابی میزان عملکرد این مولفه در هریک از فازهای پروازی انجام شده است. هندسه مورد بررسی یک مدل هواپیمای بال پرنده ی لامبدا شکل می باشد که از بالی با زاویه عقبگرد ۵۶ درجه بهره می برد. پیچش اعمالی به این مدل از نوع پیچش منفی (Wash-out) بوده که به صورت خطی در راستای دهانه بال توزیع می گردد. مطالعه انجام شده در چارچوب شبیه­سازی عددی و بر پایه حل معادلات رینولدز (RANS) گسسته شده با روش حجم محدود است. فرآیند شبیه سازی بعد از اعتبارسنجی با داده های تجربی، برای زوایای پیچش صفر و ۶ درجه و محدوده زوایای حمله ۵- تا ۲۰ درجه به انجام رسیده؛ همچنین به منظور بررسی نحوه عملکرد پیچش در محدوده فاز نشست و برخاست و فاز کروز، مطالعات در دو عدد رینولدز مختلف صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که با اعمال پیچش، بازده آیرودینامیکیدر زوایای حمله بالا ارتقاء می یابد، اما این مشخصه، در زاویه حمله صفر درجه کاهش قابل توجهی خواهد داشت. همچنین در اثر اعمال زاویه پیچش، شروط لازم جهت پایداری طولی ارضا شده و پدیده پیچ آپ به تاخیر خواهد افتاد. با افزایش سرعت، بازده آیرودینامیکیدر طیف وسیعی از زوایای حمله بهبود می یابد؛ همچنین تغییرات بازده آیرودینامیکی ناشی از اعمال زاویه پیچش افزایش یافته و پیچش، موثرتر خواهد بود. بررسی گشتاور حول محور طولی نشان می دهد که با افزایش سرعت درجه پایداری افزایش خواهد یافت و رفتار پدیده پیچ آپ بهبود می یابد.

Keywords:

Geometrical twist , Flying wing , numerical simulation , Reynolds Number , aerodynamic coefficients