طراحی آیرودینامیکی ملخ هواپیما آکروباتیک الکتریکی به کمک روش مومنتوم المان پره
نویسندگان
1
2
3
doi
10.22034/jtae.2025.10.2.2چکیده
ملخ، بهعنوان یکی از اجزای کلیدی در تولید نیروی پیشران، نیازمند طراحی دقیق و متناسب با شرایط پروازی مختلف است. در این پژوهش، ابتدا روابط آیرودینامیکی حاکم بر عملکرد ملخ بررسی شده و به تحلیل نیروهای برآ و پسا در ملخها پرداخته شده است. سپس، بهمنظور دستیابی به یک طراحی بهینه، ملخهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته و تأثیر پارامترهایی همچون زاویهی حمله، توزیع نیروی رانش و توزیع سرعت روی بازدهی ملخ تحلیل شده است. در ادامه، بر اساس تئوری مومنتوم المان پره (BEMT)، یک ملخ مناسب برای هواپیمای با پیشران الکتریکی طراحی شده است که قادر به عملکرد در سرعتهای بالاتر از 60 متر بر ثانیه میباشد. طراحی و شبیهسازی اولیه توسط نرمافزار JavaProp انجام شده و سپس نتایج حاصل از شبیهسازی با دادههای مرجع مقایسه و اعتبارسنجی گردیدهاند. نتایج نشان داد که طراحی ارائهشده منجر به بهبود عملکرد ملخ در سرعتهای بالا شده و میتواند بهعنوان یک گزینهی کارآمد در سیستمهای پیشران الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد. برای تحلیل جریان اطراف ملخ، از روش دینامیک سیالات محاسباتی مبتنی بر معادلات RANS و مدل آشفتگی k–ω استفاده شد. با افزایش دور موتور از ۲۵۰۰ تا ۵۰۰۰ rpm، نیروی رانش از حدود ۴۵۰۰ به ۱۲۵۰۰ دور رسید و توزیع یکنواخت میدان سرعت بیانگر پایداری ساختار جریان پیرامونی پره بود. در مجموع، ملخ طراحیشده با افزایش 35٪ بازدهی بهعنوان گزینهای کارآمد برای سامانههای پیشران الکتریکی هواپیماهای سبک و آکروباتیک قابل استفاده است.
