ارزیابی عملکرد آیرودینامیکی پیچش هندسی با تغییر عدد رینولدز در یک نمونه هواپیمای بال‌پرنده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

پیچش، یکی از مؤلفه‌های اساسی در طراحی هواپیماهای بال‌پرنده و بدون‌دم بوده که منجر به رفع برخی از چالش‌های آیرودینامیکی موجود در این دسته از هواپیماها می‌شود. تحقیق حاضر به منظور بررسی آیرودینامیکی اعمال پیچشِ هندسی در یک نمونه هواپیمای بال‌پرنده‌ی مادون صوت و ارزیابی میزان عملکرد این مؤلفه در هریک از فازهای پروازی انجام شده است. هندسه مورد بررسی یک مدل هواپیمای بال‌‌پرنده‌ی لامبدا شکل می‌باشد که از بالی با زاویه عقبگرد 56 درجه بهره می‌برد. پیچش اعمالی به این مدل از نوع پیچشِ منفی (Wash-out) بوده که به صورت خطی در راستای دهانه بال توزیع می‌گردد. مطالعه انجام شده در چارچوب شبیه­سازی‌ عددی و بر پایه حل معادلات رینولدز (RANS) گسسته شده با روش حجم محدود است. فرآیند شبیه‌سازی بعد از اعتبارسنجی با داده‌های تجربی، برای زوایای پیچش صفر و 6 درجه و محدوده زوایای حمله 5- تا 20 درجه به انجام رسیده؛ همچنین به‌منظور بررسی نحوه عملکرد پیچش در محدوده فاز نشست و برخاست و فاز کروز، مطالعات در دو عدد رینولدز مختلف صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که با اعمال پیچش، بازده آیرودینامیکیدر زوایای حمله بالا ارتقاء می‌یابد، اما این مشخصه، در زاویه حمله صفر درجه کاهش قابل توجهی خواهد‌ داشت. همچنین در اثر اعمال زاویه پیچش، شروط لازم جهت پایداری طولی ارضا شده و پدیده پیچ‌آپ به تأخیر خواهد‌ افتاد. با افزایش سرعت، بازده آیرودینامیکیدر طیف وسیعی از زوایای حمله بهبود می‌یابد؛ همچنین تغییرات بازده آیرودینامیکی ناشی از اعمال زاویه پیچش افزایش یافته و پیچش، مؤثرتر خواهد بود. بررسی گشتاور حول محور طولی نشان می‌دهد که با افزایش سرعت درجه پایداری افزایش خواهد یافت و رفتار پدیده پیچ‌آپ بهبود می‌یابد.

کلیدواژه‌ها