مدلسازی و تحلیل ناپایداری‌های آیروالاستیک در هواپیمای کامل انعطاف‌پذیر با استفاده از فرمول‌بندی شبه‌مختصات و مدل آیرودینامیکی حداقل متغیر حالت

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه مالک اشتر، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

doi
10.22060/mej.2025.23959.7828
چکیده

هدف در کار حاضر ارائه‌ی یک مدل تحلیلی از هواپیمای انعطاف­‌پذیر کامل می‌­باشد که بتواند اثر مودهای دینامیک پرواز را در ناپایداری­‌های آیروالاستیک مورد بررسی قرار دهد. مدل پیشنهادی بر پایه‌ی دستگاه شبه‌مختصات استخراج شده و در آن، هواپیما به‌ عنوان یک سازه‌ی چندجزئی انعطاف‌پذیر شامل بدنه، بال‌ها و دم‌ها مدل می ­شود. نیروهای آیرودینامیکی وارد بر بال و دم با استفاده از روش حداقل متغیر حالت مدل­سازی می­شوند. این مدل انواع ناپایداری‌های آیروالاستیکی نظیر فلاتر جسم آزاد مود تناوب کوتاه و مود رول، فلاتر متقارن و پادمتقارن بال را شناسایی می­‌کند. نتایج حاصل از تحلیل‌ها نشان می‌دهد که تنها فلاترهای پادمتقارن بال و مود رول تحت تأثیر ممان اینرسی رول قرار دارند؛ به‌طوری‌که با افزایش ممان اینرسی رول، سرعت فلاتر در هر دو پدیده افزایش می‌یابد. از سوی دیگر ممان اینرسی پیچ و جرم در مود پلانج بر فلاتر متقارن بال و فلاتر جسم آزاد مود تناوب کوتاه مؤثر هستند. افزایش ممان اینرسی مود پیچ منجر به کاهش سرعت فلاتر بال متقارن و در مقابل، افزایش سرعت فلاتر جسم آزاد مود تناوب کوتاه می‌شود. همچنین، افزایش جرم در مود پلانج باعث افزایش سرعت فلاتر در هر دو پدیده فلاتر بال متقارن و فلاتر جسم آزاد مود تناوب کوتاه می‌گردد.