مدلسازی و بهینه سازی فاز پرواز انتقالی هواپیمای بدون سرنشین ملخی از نوع دم نشین

در تحقیق حاضر، امکان پرواز انتقالی یک هواپیمای بدون سرنشین از نوع دم نشین (Tail-Sitter) از شرایط دلخواه ابتدایی به شرط انتهایی و ضمن داشتن برخی قیود عملکردی در حالت نزدیک به بهینه بررسی شده است. حالات مورد مطالعه شامل پرواز از حالت عمودی به افقی و بالعکس در شرایط کمترین زمان، کمترین توان مصصرفی و بالاخره کمترین انحراف از یک ارتفاع ثابت می باشند. مدلسازی این پرنده حاوی نکات و عملیات های مهم و ویژه ای است که از آن جمله می توان به استفاده از ضرایب پایداری و آیرودینامیکی در محدوده وسیع زاویه حمله، انتخاب و ترکیب موتور و ملخ برای بوجود آوردن تراست مورد نیاز، محاسبه سرعت القایی حاصل از گردش ملخ و لحاظ کردن آن در معادلات حرکت اشاره کرد. برای بهینه سازی نیز نکات مهمی وجود دارد که در ابتدا معادلات پرواز طولی به صورت گسسته در آمده و سپس از طریق روش های استاتیکی بهینه سازی و استفاده از جعبه ابزار بهینه سازی MATLAB، اقدام به اعمال شرایط و قیود دلخواه گردیده است. یکی از مشکل ترین مسائل بهینه سازی معمولا مسائل حداقل- زمان هستند که در این تحقیق از تکنیکهای خاصی برای حل این مشکل استفاده گردیده است. نتایج این بررسی از دو جنبه حائز اهمیتند. اول اینکه با استفاده نتایج به عنوان مقادیر اولیه یک الگوریتم بهینه دینامیکی، می توان به نتایج دقیقتر رسید و دوم آنکه امکان اجرای یک فاز پروازی با شرایط ویژه قابل بررسی است. هر چند که روش ارائه شده دارای مزایایی است، اما معایبی نیز دارد که از جمله می توان به حساسیت آن به مقادیر حدس اولیه، کند بودن در حل مسائل سنگین و پیچیده، و لزوم گسسته سازی با فواصل زمانی مساوی اشاره کرد.

Keywords:

دم نشین , فاز پرواز انتقالی , بهینه سازی , روش عددی