بررسی تجربی تاثیر فرکانس بالزدن بر نیروهای آیرودینامیکی ناپایای یک بالزن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

پرنده‎های مکانیکی بال‎زن، نیروهای آیرودینامیکی برآ و پیشران لازم برای پرواز خود را بهکمک حرکت بالزدن بال‎هایی انعطافپذیر تأمین‎ می‌کنند. در این مقاله، برای تولید حرکت بال زدن از مکانیزمی چهارمیله ای به همراه بال هایی انعطاف پذیر استفاده شده است و سپس اندازه‌‌گیری نیروهای آیرودینامیکی و اینرسی ناشی از حرکت بالزدن بال‎های بال‎زن نمونه به کمک بالانس نیرویی داخلی انجام‎شده است. بالانس نیرویی استفاده‎شده دارای شش مؤلفه‌ی اندازه‌گیری است و ضرایب کالیبراسیون آن با اعمال بارهای مشخص و ثبت ولتاژ خروجی کرنشسنجها سپس استفاده از روش حداقل مربعات و برازش منحنی بین ولتاژ خروجی و نیروهای اعمالی به‌دستآمده است. نتایج مربوط‎ به کالیبراسیون و رفتار بالانس ارایه شدهاست. بال‎زن در حالت بدون ‌باد نیز نیروهای آیرودینامیکی تولید می‌کند لذا در این مرحله از تحقیق برای کاهش پیچیدگی‌های ناشی از بهکارگیری تونل‎باد، اندازه‌گیری بدون‌ باد رو به جلو و به ‎عبارت دیگر در حالت پرواز ایستا انجام ‎‌شده است. اندازهگیری نیروهای برآ و پیشران برای فرکانسهای بالزدن مختلف انجام شده و در انتها با تحلیل نتایج، رفتار این نیروها در حرکت بال‎زدن بال‎ها شناسایی شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation on Effect of Flapping Frequency on Aerodynamic Forces of Ornithopters

نویسندگان [English]

  • Karim Mazaheri
  • Abas Ebrahimi
Sharif University of Technology
چکیده [English]

Ornithopters, or mechanical birds, produce lift and thrust through flapping motion of their wings. Many factors affect this physical phenomenon, and here we investigate effect of flapping frequency on aerodynamic and inertial forces. A six component measurement balance is used here, which is calibrated using a standard loading procedure, which uses a least squares curve fitting. A stand is designed to hold the flapping wing system during the test. A data acquisition system is set up to record important data with acceptable sampling frequency. Aerodynamic performance of the vehicle for hovering (i.e. no wind) situation is investigated. Produced lift and thrust are measured for different flapping frequency, and shows the aerodynamic forces are affected by elastic deformation and inertial flapping forces. This information are being used for validation of unsteady flow simulations needed for engineering design of ornithopters, and will be used for design optimization, as well.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flapping wing
  • Unsteady forces
  • Measurement
CAPTCHA Image