آیرودینامیک پهپادهای آینده بخش هفتم

بالهای inflatable

می توان به پروژه تحقیقاتی ناسا در این زمینه اشره کرد که در آن هواپیمای بدون شرنشین با روکش ها نایلونی استفاده شده که قابلیت باد شدن و افزایش دهانه بال را دارا هستند که در تصویر زیر نمایش داده شده است :

بال با روکش نایلونی باد شونده

ساختار سازه ای استفاده شده در این طرح ها شامل شکل هندسی ایرفویل و روکش نابلونی لبه دار به صورت زیر می باشد :

 

ساختار بکار رفته در بال های با دهانه متغیر

استفاده از این ساختار علاوه بر ایجاد قابلیت افزایش دهانه بال موجب می شود جریان هوا با توجه به سطح دندانه دار بال انرژی بیشتری بگیرد و در نتیجه آن جدایش این گونه بال ها به تاخیر می افتد. این امر را می توان در شکل زیر که نتیجه یک تحقیق تونل باد بر روی اینگونه ساختار هاست مشاهده کرد :

اثر ساختار دندانه ای بال بر جدایش جریان

اینگونه بال و ایرفوی با عنوانinflatable  شناخته می شوند و قابلیت های دیگری نیز در تغییر ساختار بال دارند که در بخش های بعد اشاره خواهد شد.

بال با باکس زیگزاگی

روش دیگر برای افزایش طول دهانه بال استفاده از باکس های زیگراگی می باشد. این گونه بال ها در قسمت باکس خود دارای دو قسمت متحرک و ثابت هستند، قسمت ثابت شامل تانک های سوخت و پوسته باربر می باشد که بار را از قسمت های متحرک به بدنه هواپیما منتقل می کند.

قسمت های متجرک شامل دو تیر متصل به یکدیگر هستند و روی آن ها با یک پوسته منعطف پوشانده شده است و در نهایت بین دو ریب قرار گرفته اند. این ساختار بیشتر در پهپادهای ارتفاع کوتاه برد بلند (MALE) برای افزایش کارایی و کمک به کنترل چرخ (roll) به کار می رود.

طرح این بال در تصویر زیر نشان داده شده است :

 

طرح بال با باکس زیگزاگی

در این نوع بال ها نیز امکان استفاده از ساختار لانه زنبوری با ضریب پواسون صفر وجود دارد. مشکل اصلی این نوع بال سنگین تر بودن آن نسبت به بال های معمول است. مکانیزم های متنوعی برای افزایش طول این بازو ها وجود دارد :

مکانیزم های افزایش دهانه در بال های زیگزاگی

البته برای هر هواپیمای خاص یک گراف منحصر به فرد برای افزایش مدت زمان پروازی نسبت به افزایش دهانه وجود دارد و در نتیجه مقدار بهینه ای نیز برای افزایش دهانه بال وجود دارد که در صورت افزایش طول بیش از آن مقدار کارایی هواپیما افت کرده و نتیجه لازم حاصل نمی شود :

نمودار افزایش دهانه بال به مدت زمان پروازی

 

کارایی دیگر این نوع بال ها در کنترل زاویه چرخ هواپیما است. در این حالت با افزایش نامتقارن دهانه بال هواپیما می توان چرخش لازم را انجام داد و همچنین شاهد کاهش تداخلات ناشی از استفاده از شهپرها بود. البته این کارای بسیار به زاویه حمله هواپیما وابسته است و نیاز به کنترل هوشمند در هواپیماست.

یک دیدگاه درباره “آیرودینامیک پهپادهای آینده بخش هفتم

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *