تخمین مشتقات پایداری هواپیمای بدون سرنشین با استفاده از تحلیل سری فوریه

تخمین مشتقات پایداری هواپیمای بدون سرنشین با استفاده از تحلیل سری فوریه

اسلاید 1: بنام خداتخمین مشتقات پایداری هواپیمای بدون سرنشین با استفاده از تحلیل سری فوریه

اسلاید 2: مقدمهدر سالهای اخیر توجه ویژه ای نسبت به هواپیما های بدون سرنشین در زمینه های نظامی و غیر نظامی صورت گرفته است. عملکرد پروازی هواپیمای بدون سرنشین به منظور انجام مأموریت های مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است.دقت در اندازه گیری نیرو ها و گشتاور های خارجی وارد بر هواپیمای بدون سرنشین و به طبع آن دقیق بودن اطلاعات آئرودینامیکی، از بخش های مهم در ایجاد مدل دینامیکی هواپیمای بدون سرنشین است.مشتقات پایداری از روش های نیمه تجربی، تونل باد، تست پرواز و نرم افزار هایی مانند دیجیتال دتکام قابل محاسبه هستند. عموما روش های تخمینی بر پایه اطلاعات تجربی و تئوری دارای دقت بالایی نمی باشند و روش های تونل باد و آزمون پرواز نیازمند هزینه و زمان زیادی هستند.

اسلاید 3: چکیدهدر این پژوهش، مشتقات پایداری هواپیمای بدون سرنشین بر اساس روش تحلیل فوریه و دینامیک سیالاتی ناپایا (با استفاده از شبکه محاسباتی دینامیکی) مورد ارزیابی قرار می گیرد. نیرو های آئرودینامیکی هواپیما در نرم افزار اوپن فوم محاسبه می شود و سپس به صورت تابع نوسانی از زمان به نرم افزار متلب فرستاده می شود. در ادامه بر اساس روش تحلیل فوریه و روابط ریاضی حاکم بر مسئله مشتقات پایداری محاسبه می گردد.مشتقات پایداری محاسبه شده با نتایج مشتقات آئرودینامیکی بدست آمده از نرم افزار دیجیتال دتکام (بر اساس پارامتر های هندسی هواپیما) مقایسه شده است ونتایج، بیانگر توانمندی روش ارائه شده برای محاسبه مشتقات پایداری می باشد.

اسلاید 4: مشتقات پایداری چیست؟تمامی نیرو ها و گشتاور های هواپیمای بدون سرنشین تابعی از سرعت های خطی و زاویه ای می باشند. نرخ تغییرات ضرایب نیرو ها و گشتاور های هواپیمای بدون سرنشین نسبت به سرعت های زاویه ای و خطی یا مشتقات زمانی آنها، مشتقات پایداری نامیده می شود.بر اساس تئوری خطی، نیرو ها و گشتاور های وابسته به زمان ناشی از حرکت هواپیمای بدون سرنشین می توانند به صورت تابعی از مشتقات پایداری بیان شوند.مشتقات پایداری، نیرو ها وگشتاور های هواپیمای بدون سرنشین متشکل از: نیرو های محوری، نیرو های عمودی و جانبی، گشتاور های دورانی، پیچشی و غلتشی است. برای مثال، نیروی عمودی Fz گشتاور پیچشی Fy برای محاسبه مشتقات پایداری هواپیمای بدون سرنشین استفاده می شوند.

اسلاید 5: محاسبه مشتقات پایداریمحاسبه نیروی عمودی Fz جابجایی طولی نوسانی به صورت فرض می شود.بنابراین سرعت طولی و شتاب به صورت زیر است. بر اساس تئوری خطی، نیروی عمودی به صورت زیر قابل بیان است.