بررسی تأثیر شکل بال بر روی ضرایب آیرودینامیکی هواپیمای MAV

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

استفاده از وسایل پرنده کوچک به‌طور چشم‌گیری در چند سال اخیر توسعه یافته است. یکی از مهم‌ترین وسایل پرنده کوچک، ریز‌ پهپادها (MAVs) هستند که آنها را می توان از روی اندازه کوچک، میزان نسبت منظری پایین و نیز سرعت کم آنها از سایر وسایل پرنده بازشناخت. در طراحی آیرودینامیکی این پرنده‌ها، بزرگ‌ترین سهم به طراحی بال آنها اختصاص دارد. یافتن شکل بال مناسب برای آنها بسیار مهم است. در این مقاله تأثیر شکل چند پلنفرم (PLANFORM)، تأثیر باد جانبی، تأثیر شکل لبه‌های بال، و تأثیر عدد رینولدز در جریان‌های رینولدز پایین برای بال ریز پهپادها معلوم می‌گردد. نتایج نشان می‌دهد که با کاهش نسبت منظری، شیب منحنی لیفت نیز مطابق پیش‌بینی تئوری‌های آیرودینامیکی کاهش می‌یابد. هم‌چنین برای بال‌های با نسبت منظری پایین در اعداد رینولدز کم، پلنفرم زیمرمان معکوس کارایی بهتری دارد. درضمن با کاهش نسبت کونیک لبه حمله، ضریب پسا افزایش می‌یابد. با افزایش این نسبت در زوایای پایین، ضریب پسا کاهش می یابد؛ اما در زوایای حمله بالا مجدداً ضریب پسا افزایش می‌یابد. هم‌چنین با افزایش میزان عدد رینولدز کارایی بال‌ها افزایش می‌یابد. محاسبات CFD از طریق مقایسه با مقادیر تجربی موجود در سایر مقالات ارزیابی می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of Wing Shapes Influence on MAV Aerodynamic Coefficients

نویسندگان [English]

  • Hessan Esmaeili Monir
  • Mehran Tadjfar
چکیده [English]

In recent years, design of small aircrafts are studied and extensively developed. One of the most important of these aircrafts is micro aerial vehicles (MAVs). As part of aerodynamic design of MAVs, the wing design is important. In fact, the main part of this design is to find an appropriate shape for the wing. In this work, influence of the wing shape at low Reynolds number flow is investigated using several planforms. Results show that as aspect ratio decreases, the lift-curve slope decreases as predicted by aerodynamic theory. The performance of the inverse Zimmerman and rectangular planforms are higher than elliptic and Zimmerman planforms. Also, the inverse Zimmerman planform is less influenced with the side flow. Effects of the Reynolds number and the wing edges on aerodynamic coefficients are discussed. The CFD computations are performed, and verified with the experimental data and aerodynamic theory.

کلیدواژه‌ها [English]

  • MAV
  • Planform
  • Low Reynolds Number flow
  • Aspect Ratio
  • Lift & Drag Coefficients
CAPTCHA Image