آیرودینامیک پهپادهای آینده – بخش چهارم

  • طرح ترکیبی بال و بدنه (BWB[1])

یکی از طرح های جدید و مورد توجه در عرصه هواپیماهای بدون سرنشین طرح ترکیب بال و بدنه است که در آن بدنه و بال هواپیما از یکدیگر مستقل نیستند و از نظر ساختاری ترکیب شده اند.

برخلاف بالهای پرنده که اصلا بدنه ای ندارند در این گونه بالها به صورت ساختاری بال و بدنه با یکدیگر ترکیب شده اند.

کل هواپیما از ساختاری شبیه به ایرفویل تشکیل شده است و در نتیجه تمام سطح هواپیما در ایجاد نیروی برا کمک می کنند و برد هواپیما بسیار افزایش پیدا کرده و ضریب برا به پسا L/D به اندازه ۵۰% افزایش می یابد.

در تصویر زیر اینگونه ترکیب ها دیده می شود :

 

 

این هواپیما قابلیت بسیار زیادی برای انتقال بار هواپیما دارد و می توان از این ویژگی در جهت حمل مسافر در هواپیماهای مسافربری هم استفاده شود و در پهپادها برای حمل تجهیزات مورد استفاده قرار گیرد. این طرج جزء طرح های ایست که مطالعات گسترده ای توسط شرکت های بزرگ هواپیمایی در مورد آن انجام گرفته است.

 

نمودار زیر عملکر خوب آیرودینامیکی این هواپیما در زوایای حمله بالا را نشان می دهد و همچنین رقتار قابل پیشبینی آن در جدایش :

هنور اطلاعات زیادی از پژوهش های پیرامون این طرح منتشر نشده اما ناسا تست های پروازی زیادی بر روی این طرح انجام داده و شرکت بوئینگ نیز این طرح را برای آینده هواپیماهای مسافربریش در نظر گرفته است.

در سال ۱۹۹۴ میلادی سازمان ناسا پروژه ای برای پیکربندی جدیدی از هواپیماهای مسافربری تعریف کرد که در آن بال و بدنه هواپیما به صورت تلفیق شده است. به این پیکربندی Blended wing body می گویند که به صورت مخفف BWB بیان می شود. طبق مراجع [۶۳,۶۴] این پیکربندی نتایج بسیار مهمی در کاهش مصرف انرژی داشته است:

۱) ۲۷ درصد کاهش مصرف سوخت

۲) ۱۵ درصد کاهش وزن برخاست هواپیما

۳)  ۱۲ درصد کاهش وزن خشک عملیاتی هواپیما

۴) ۲۷ درصد افزایش تراست کل

۵) ۲۰ درصد افزایش نسبت لیفت به درگ (L/D) هواپیما

این پژوهش بین دو هواپیمای با پیکربندی BWB و پیکربندی معمولی با ۸۰۰ مسافر برای مسافت ۷۰۰۰ مایل انجام شده است. با وجود این مزیت ها باید برخی مسائل را در رابطه با پیکربندی BWB حل کرد. این مسائل عبارتند از : تلفیق سازه ای بال و بدنه، پایداری آیرودینامیکی و حذف بدنه مرسوم دایره ای از پیکربندی.

علاوه بر این موتورها در بالای لبه فرار بال قرار می گیرند. در هواپیماهای مرسوم، موتورها توسط پایلون جلوتر از بال وصل شده اند. این کار برای جلوگیری از ورود جریان  لایه مرزی است. البته پژوهش هایی اخیرا انجام شده است که نشان می دهد استفاده از لایه مرزی در ورودی موتور نه تنها تاثیر منفی ندارد، بلکه در مجموع برای عملکرد هواپیما مفید نیز هست. فوایدی مثل کاهش ram drag، کاهش وزن سازه ای و کاهش مساحت خیس شده نسبت به حالتی که موتور روی پایلون سوار است.

 

[۱] BLENDED WING BODY

پاسخ دهید

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