بررسی عملکرد آیرودینامیکی توربین بادی محور عمودی به عنوان جایگزین رم-ایرهای متداول هواپیما

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران

doi
10.22060/mej.2019.15335.6099
چکیده

در این پژوهش عملکرد آیرودینامیکی توربین بادی محور عمودی از نوع داریوس پره مستقیم به عنوان جایگزین رم-ایرهای متداول مورد استفاده در هواپیما بررسی شده است. فاصله‌ی کمتر این توربین‌ها از بدنه‌ی هواپیما باعث کاهش طول بازوی گشتاور نیروی پسا و حفظ تعادل هواپیما می‌شود. همچنین توربین‌های محور عمودی در نسبت سرعت نوک پره‌ی پایین‌تر نسبت به نوع محور افقی توان بیشینه‌ی خود را تولید می‌کنند؛ این مورد نیز باعث کاهش احتمال ایجاد پدیده شوک در رم-ایرها می‌شود. علاوه بر این در توربین پیشنهادی بسته به توان مورد نیاز، میزان بیرون‌زدگی آن از بدنه هواپیما نیز قابل تنظیم است. برای ارزیابی عملکرد توربین پیشنهادی، از اطلاعات موجود دربارهی رم-ایر ایرباس 320 استفاده شده و ابعاد توربین پیشنهادی مشابه ابعاد این رم-ایر انتخاب شده است. توان متوسط تولیدی و نیروی پسای متوسط برای توربین پیشنهادی به کمک شبیه‌سازی سه بعدی محاسبه شده و مقادیر آن با رم-ایر ایرباس 320 مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد توربین پیشنهادی به همراه جایگذاری صفحات دیسک نازک و کوچک در دو انتهای پره، توان متوسط نزدیک به رم-ایر ایرباس 320 و 19/3 درصد نیروی پسای کمتری تولید می‌کند. در مجموع، عملکرد توربین پیشنهادی نشان دهنده‌ی پتانسیل قابل توجه آن به عنوان جایگزین رم-ایرهای متداول است.