طراحی و تحلیل عددی سامانه افزایش توان رزمی پهپاد

به علت شکل پرنده و طراحی متناسب برای مانور دهی با حداقل خطا و با توجه به اهمیت تحلیل رفتار جریان حول پرنده و افزایش توان رزمی پهپاد در مانورها و عملیات در ارتفاع کم و برای بدست آوردن جزئیات بیشتر و شناختن بهتر رفتار، پهپادی مجهز به سامانه افزایش تعادل طراحی شده است. تحلیل دو بعدی با نرم افزار انسیس فلوئنت صورت گرفته است. با تغییر دور موتور شرایط مرزی تغییر کرده و نیرروهای وارده به بدنه پهپاد و فرود و برخواست از باند و در زمان کاهش ارتفاع و یا اجرای عملیات خاص نتایج آن را در گزارش تحلیلی آورده شده است. میانگین دور موتور در زمان پرواز ۲۲۵۲۸۰۰ راندیان بر ثانیه در این تحلیل انتخاب شده، که سرعت ۱۲۰ متر بر ثانیه به عمو پرواز را میدهد. حال با تغییر در موتور و به تبع آن تغییر در سرعت مجدد رفتار جریان حول سامانه مورد تحلیل قرار گرفته تا تاثیر آن بر فشار و سرعت مشخص شود. این بخش درواقع برای کاهش هزینه های بالای محاسباتی برای شبیه سازی تمامی آزمایشات آزمایشگاهی انجام شده است. همچنین با توجه به حجم بالای نمودارها، کانتورها، نسبت ها و مقادیر زیادی که می توان برای تحلیل بررسی نمود، در این بخش به چند نمودار کاربردی که در راستای اهداف این پژوهش می باشد بسنده شده است. نتیجه تحلیل ها به این صورت است که؛ با افزایش دور موتور و ارتفاع و سرعت پرنده تاثیر آیرودینامیکی این سامانه به بدنه پرنده در ارتفاع بالای ۲۰۰۰ کیلومتر کمتر است و سرعت و نیروهای برا و پسا در زمانی که خلبان اقدام به فرار از موقعیت خاص یا فرود ناگهانی بصورت چشم گیری اثرگذار است. در زمان فرود این سامانه باعث کاهش نیروی برا شده و به نشست سریع و در طول باند کم کمک زیادی می کند. شرایط مرزی در زیر بدنه پنده دستخوش تغییرات چشم گیری شده و باعث اثرگذاری بهتر پرنده در وزن های بالا می شود. حمل سامانه یا محموله ها توسط این پرنده امن تر بوده و می تواند در زمان خطای فنی در کنترل پرنده تعادل پرنده به سادگی بهم نمی خورد و در صورت سقوط پرنده، به موتور و باله ها آسیب جدی وارد نمی شود .با تغییرات دور موتور میزان نیروی درگ و ضریب فشار افزایش یافت، با بهینه سازی طراحی در پرنده در حالت پرواز زیر ۲۰۰۰ متر باعث افزایش نیروی برا و کاهش نیروی پسا گردید.در زمان فرود نیروی زیادی به بدنه وارد شد که با این سامانه باعث کاهش شدید سرعت پرنده و کاهش باند فرود شد. در هنگام تغییر ناگهانی دور موتور و افزایش شتاب این سامانه تحت تاثیر شرایط مرزی قرار گرفت و تعادل خود را حفظ کرد. ضرایب آیرودینامیکی وارده در ارتفاعات بالای ۲۰۰۰ متر و پایینتر از ۲۰۰۰ متر قابل ملموسی با هم اختلاف داشتند. با نصب این سامانه تعادل پرنده بالا رفت و سوخت کمتری مصرف شد و دور موتور در مواقع مانور دهی تاثیر مثبتی در مانور داشت و تعادل را بهم نمی زد. نیروی وارده به سامانه در هنگام بررخواستن از باند و فرود بیشتر از سایر مواقع بود.

Keywords:

ضرایب فشار , ضرایب آیرودینامیکی , افزایش تعادل , CFD , توان رزمی , تحلیل عددی ,