دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 27 2 2025 10 23 Free vibrations of a sandwich cylindrical microshell with a porous core and carbon nanotube-reinforced facesheets ارتعاشات آزاد میکروپوسته استوانه‌ای ساندویچی با هسته متخلخل و رویه‌های تقویت شده با نانولوله‌های کربنی 1 15 226213 10.22034/joae.2025.473944.1241 FA هادی تیموری دانشجوی دکتری تخصصی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران علی نوری دانشیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران عنایت الله حسینیان دانشیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران Journal Article 2024 08 17 In this paper, the free vibration behavior of the sandwich cylindrical structure with a porous core composed of functionally graded materials, whose tips are reinforced with carbon nanotubes (CNT), is examined. The integration of a porous core with carbon nanotube-reinforced surfaces and a piezoelectric patch results in a distinctive composite material that enhances mechanical capabilities while minimizing weight; the free vibrations of these materials inside a cylindrical microshell have been examined for the first time in this paper. High-order shear and normal deformation theory (HSNDT), as well as modified couple stress theory (MCST), are employed in this investigation. The sandwich shell is subjected to a uniform electric field. Hamilton's principle is employed to derive the governing equations, which are then resolved using Navier's semi-analytical method. Comparisons are made with the existing answers for special cases to verify the veracity of the results we have obtained. The sandwich cylindrical natural frequency is examined in relation to a variety of parameters, including the effect of varying volumetric ratios, geometrical parameters, power index, and the porosity coefficient. One of the significant findings of this research is that the natural frequency increases as the percentage of nanotubes increases, which in turn makes the system stiffer. Similarly, the natural frequency of pure ceramics increases as the porosity coefficient increases. در این مقاله، رفتار ارتعاشات آزاد پوسته استوانه‌ای ساندویچی با هسته‌ی متخلخل از جنس مواد مدرج تابعی که رویه‌های آن با نانولوله‌ی کربنی (CNT) تقویت شده‌اند، مورد بررسی قرار گرفته شده است. ترکیب هسته متخلخل با سطوح تقویت‌شده با نانولوله‌های کربنی و وصله پیزوالکتریک یک ماده ترکیبی منحصربه‌فرد ایجاد می‌کند که خواص مکانیکی را افزایش می‌دهد و وزن را کاهش می‌دهد، که ارتعاشات آزاد این مواد در میکروپوسته استوانه‌ای برای اولین بار در این مقاله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته شده است. این مطالعه از نظریه‌ی تغییرشکل برشی و نرمال مرتبه‌ی بالا و همچنین نظریه‌ی تنش کوپل توسعه یافته (MCST) استفاده می‌کند و پوسته‌ی ساندویچی تحت تأثیر میدان‌ یکنواخت الکتریکی قرار گرفته شده است. معادلات حاکم با استفاده از اصل همیلتون بدست می‌آیند و روش نیمه‌تحلیلی ناویر برای حل آن‌ها استفاده شده است. به ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﻲ ﺻﺤﺖ و دﻗﺖ ﻧﺘﺎﻳﺞ به‌دست آمده، ﻣﻘﺎﻳﺴﻪای ﺑﺎ ﺟﻮاب‌های ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺮای ﺣﺎﻻت ﺧﺎص ارائه می‌گردد. تاثیر پارامترهای مختلف مانند تأثیر نسبت حجمی‌های مختلف، پارامترهای هندسی، شاخص توان، تاثیر ضریب تخلخل بر فرکانس طبیعی استوانه‌ای ساندویچی بررسی می‌شود. از جمله نتایج مهم حاصل از این تحقیق این است که با افزایش درصد نانولوله‌ها، سیستم سفت‌تر شده و به‌تبع آن فرکانس طبیعی نیز افزایش می‌یابد و هم‌چنین برای سرامیک خالص فرکانس طبیعی با افزایش ضریب تخلخل به صورت صعودی افزایش می‌یابد.

https://www.joae.ir/article_226213_abb5725eaf2617c39ae240b4ce1cce3e.pdf

https://www.joae.ir/article_226214_76f033868c5d6ae5a1ca09cf05c1a23f.pdf

دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 27 2 2025 10 23 Mitigation of Aviation Accidents Based on Future Scientific and Technological Mega trends in the Aviation Industry: A Systematic Scoping Review پیشگیری از سوانح هوایی مبتنی بر ابرروندهای علمی و فناورانه آینده صنعت هوانوردی: یک مرور حیطه‌ای نظام‌مند 33 48 234481 10.22034/joae.2025.499251.1263 FA مصطفی مرادی دانشجوی دکتری آینده‌پژوهی، گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه ایوان‌کی، ایوان‌کی، ایران. 0009-0006-5977-8249 علی محمد احمدوند استاد، گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع دانشگاه ایوان‌کی، سمنان، ایران 0000-0001-6350-5231 مرضیه صمدی فروشانی استادیار، گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه ایوان‌کی، سمنان، ایران 0000-0002-6531-8947 حمیدرضا ضرغامی دانشیار،گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران 0009-0006-5977-8249 علی نصیری استادیار ،گروه سلامت در حوادث و بلایا دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله (عج)، تهران، ایران 0000-0003-4974-2964 Journal Article 2025 01 11 The present study conducts a systematic review of research in the field of air accidents to prevent them based on the future scientific and technological megatrends of the aviation industry. The research method is based on a systematic scoping review designed according to the PRISMA protocol, and the structure of the study network was mapped using a social network analysis approach. First, relevant studies were searched in international databases within the time frame of 2014-2025. After screening, 67 studies were subjected to qualitative and quantitative content analysis in terms of their relevance to future scientific and technological megatrends and their thematic areas. The review of studies indicates that the megatrends of artificial intelligence, future skills, smart infrastructure, and the data age play a pivotal role in preventing air accidents in the thematic areas of flight risk assessment and analysis, air traffic routing and control, flight safety system analysis, weather and natural disaster prediction, and root cause analysis of air accidents. Furthermore, there is very limited research in areas such as advanced warning systems, physical and mental health of flight crews, improving flight crew performance in accident situations, pilot and flight crew decision support systems, safety transparency and reporting, optimization of aircraft maintenance operations, aviation governance structure and international collective actions, the economics of air accident prevention, sustainable airport construction, and the environmental impacts of air accidents, which provides a foundation for future studies. پژوهش حاضر به مرور نظامند مطالعات حوزه سوانح هوایی به منظور پیشگیری از سوانح هوایی مبتنی بر ابرروندهای علمی و فناورانه آینده صنعت هوانوردی پرداخته است. روش پژوهش مبتنی بر مرور حیطه‌ای نظام‌مند و بر مبنای پروتکل پریزما طرح‌ریزی و نگاشت ساختار شبکه مطالعات با استفاده از رویکرد تحلیل شبکه اجتماعی صورت گرفته است. ابتدا پژوهش‌های مرتبط در پایگاه‌های اطلاعاتی بین‌المللی در محدوده زمانی سال 2024-2015 مورد جستجو قرار گرفت. پس از غربالگری 67 پژوهش از منظر ارتباط با ابرروندهای علمی و فناورانه آینده و از منظر زمینه‌های موضوعی مورد تحلیل محتوای کیفی و کمی قرار گرفت. مرور مطالعات نشان می‌دهد ابرروندهای هوش مصنوعی، مهارت‌های آینده، زیرساخت‌های هوشمند و عصر داده نقش محوری در پیشگیری از سوانح هوایی در زمینه‌های موضوعی ارزیابی و تحلیل ریسک‌های پروازی، مسیریابی و کنترل ترافیک هوایی، تحلیل سیستم ایمنی پرواز، پیش‌بینی وضعیت آب و هوایی و بحران‌های طبیعی و تحلیل ریشه‌ای علل سوانح هوایی مورد توجه قرار دارد. همچنین حوزه‌هایی نظیر سیستم هشداردهی پیشرفته، سلامت جسمانی و روانی کادر پروازی، بهبود عملکرد تیم پرواز در موقعیت سانحه هوایی، سیستم‌های پشتیبان تصمیم خلبان و کادر پرواز، شفافیت و گزارش‎‎‌دهی ایمنی، بهینه‌سازی عملیات تعمیر و نگهداری هواپیما، ساختار حکمرانی هوانوردی و اقدامات جمعی بین‌المللی، اقتصاد پیشگیری از سوانح هوایی، ساخت و ساز فرودگاه پایدار، اثرات محیط زیستی سوانح هوایی پژوهش‌های بسیار محدودی وجود دارد که زمینه مطالعات آتی را فراهم می‌آورد.

https://www.joae.ir/article_234481_08a2b38c68100656d54a91f6e3ef9bb9.pdf

https://www.joae.ir/article_234482_e79dc5f45b3504492f214a3a4bbaf1c2.pdf

دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 27 2 2025 11 17 Human Capital Development in Aviation: A Cognitive Approach توسعه سرمایه های انسانی حوزه هوانوردی: رویکردی شناختی 63 75 218541 10.22034/joae.2025.512482.1273 FA اکرم ندیمی دانشجوی دکتری مدیریت آموزشی، گروه علوم تربیتی، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران علیرضا چناری استادیار، گروه علوم تربیتی، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران محمدنقی ایمانی دانشیار، گروه علوم تربیتی، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران Journal Article 2025 03 14 The cognitive development of human capital is considered as a key factor in improving the performance and productivity of organizations and societies. The main goal of the current research was to design a model for the development and cognitive improvement of human capital in the field of aviation. In order to achieve this goal, a mixed sequential exploratory approach was used, so that in the qualitative stage, using the method of content analysis, dimensions, components and indicators of the pattern of development and cognitive excellence of human capital in the field of aviation through The semi-structured interview with 16 experts was counted, so at this stage, three main categories and nine sub-categories with thirty-one indicators were obtained. In the quantitative phase, the classic Delphi method was used to validate the calculated factors, so that a questionnaire based on the calculated factors in the qualitative phase was designed and distributed among 12 university experts, until their consensus about calculated factors are obtained. Quantitative stage data were also analyzed using statistical methods such as Kendall's correlation coefficient and measures of tendency towards the center and away from the center. The findings from two qualitative and quantitative stages showed that the experts on the pattern of development and cognitive excellence of human capital in the field of aviation is the development of the ability to process information and logical thinking (with four components of the development of general cognitive ability, awareness situational, decision-making and spatial ability) cognitive and executive skills, cognitive executive skills (including doing multiple tasks at the same time, ability to plan and pay attention to details) and managing psychological tensions and interpersonal relationships (with two components of ability communication and stress management) reached a consensus. The results of this research can be useful for the development and cognitive improvement of human capital in the field of aviation. توسعه شناختی سرمایه‌های انسانی به عنوان یک عامل کلیدی در بهبود عملکرد و بهره‌وری سازمان‌ها و جوامع مطرح است. هدف اصلی پژوهش حاضر طراحی الگوی توسعه و تعالی سرمایه های انسانی حوزه هوانوردی با رویکرد شناختی بود. برای نیل به این مقصود از رویکرد آمیخته متوالی اکتشافی استفاده شد، بدین‌صورت که در مرحله کیفی با استفاده از روش تحلیل محتوا، ابعاد، مولفهها و شاخصهای الگوی توسعه و تعالی شناختی سرمایه های انسانی حوزه هوانوردی از طریق مصاحبه نیمه ساختاریافته با 16 نفر از خبرگان، احصاء شد، لذا در این مرحله سه مقوله اصلی، نه مقوله فرعی با سی و یک شاخص به دست آمد. در مرحلۀ کمی، برای اعتبارسنجی عوامل احصاء شده، از روش دلفی کلاسیک استفاده شد، بدین‌صورت که پرسشنامهای بر اساس عوامل احصاء شده در مرحله کیفی، طراحی و در بین 12 نفر خبره دانشگاهی، توزیع شد تا میزان اجماع آنها در مورد عوامل احصاء شده به دست آید. دادههای مرحله کمی نیز با استفاده از روشهای آماری مانند ضریب هماهنگی کندال و اندازههای گرایش به مرکز و دور از مرکز مورد تحلیل قرار گرفتند. یافتههای حاصل از دو مرحله کیفی و کمی نشان داد که خبرگان بر روی الگوی توسعه و تعالی شناختی سرمایههای انسانی حوزه هوانوردی توسعه توانایی پردازش اطلاعات و تفکر منطقی است (با چهار مولفه توسعه توانایی شناختی عمومی، آگاهی موقعیتی، تصمیم گیری و توانایی فضایی) مهارتهای شناختی و اجرایی، مهارتهای اجرایی شناختی(شامل انجام چند کار همزمان، توانایی برنامهریزی و توجه به جزییات) و مدیریت تنشهای روانی و روابط بین فردی(با دو مولفه توانایی ارتباطی و مدیریت استرس) به اجماع رسیدند.نتایج این پژوهش می‌تواند برای توسعه و تعالی شناختی سرمایههای انسانی حوزه هوانوردی مفید باشد.

https://www.joae.ir/article_218541_e25b00ffa16377c1588458f907123633.pdf

https://www.joae.ir/article_234483_db35e8e30a25dbff590d80f89cb37501.pdf

https://www.joae.ir/article_226241_fef7e5737b77df7ecd2d6c220c78ac7d.pdf

https://www.joae.ir/article_234484_673b2d042b7d9f39615e560562ba5950.pdf

دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 27 2 2025 10 23 Stability of Near-Hovering Flapping Flight for a Hummingbird-Inspired Micro Aerial Vehicle پایداری بال زدن پرواز نزدیک به شناور برای ریزپرنده الهام‌گرفته از مرغ مگس‌خوار 117 135 234485 10.22034/joae.2025.478129.1246 FA حسین رضایی حقیقی میانده دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا، گروه هوافضا، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران 0009-0001-0661-3292 مهدی پیرخندان لسکوکلایه کارشناس ارشد مهندسی هوافضا، گروه مکانیک، موسسه آموزش عالی احرار رشت، گیلان، ایران 0009-0009-4878-0687 Journal Article 2024 09 12 In this study, the dynamic stability of a two-wing flapping-wing micro air vehicle (FWMAV) in hovering flight is comprehensively analyzed. The analysis focuses on the roll and pitch dynamics using a linearized dynamic model based on rigid-body mechanics and quasi-steady aerodynamic force estimation. Stability derivatives, including the effects of lateral velocity, angular rates, and orientation, are computed numerically using a central difference scheme around the equilibrium state. The key innovation of this research lies in the quantitative and analytical investigation of how the vertical position of the wings relative to the center of gravity (zw) affects the system’s stability characteristics, including the behavior of stability derivatives and the location of closed-loop poles. This parameter has not been thoroughly or independently explored in previous studies, and the findings presented here can serve as a practical guideline in the mechanical design of tailless FWMAVs. Furthermore, a linear control algorithm based on angular rate feedback is proposed for stabilizing the roll and pitch dynamics. Simulation results demonstrate that within a certain range of wing positions, the system can be effectively stabilized with relatively simple control laws. The study concludes that optimal wing placement can enhance overall system stability, reduce sensitivity, and simplify the control strategy, offering valuable insights for the design of next-generation bio-inspired micro air vehicles intended for operation in constrained environments. در این پژوهش، پایداری دینامیکی یک ریزپرنده بال‌زن دو باله در شرایط پرواز شناور به‌صورت جامع مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل پایداری در راستاهای رول و پیچ انجام گرفته و برای این منظور از یک مدل دینامیکی خطی‌شده بر مبنای اصول مکانیک صلب و نیروهای آیرودینامیکی شبه‌پایا استفاده شده است. مشتقات پایداری شامل اثرات سرعت جانبی، نرخ‌های چرخش و زاویه وضعیت، با روش عددی مشتق‌گیری مرکزی حول نقطه تعادل استخراج گردیده‌اند. نوآوری اصلی مقاله در بررسی کمی و تحلیلی تأثیر موقعیت عمودی بال‌ها نسبت به مرکز جرم (zw) بر رفتار دینامیکی سیستم، مشتقات پایداری و محل قطب‌های سیستم حلقه‌بسته می‌باشد. این تأثیر پیش‌تر به‌صورت مستقل و جامع مورد مطالعه قرار نگرفته و یافته‌های این پژوهش می‌تواند به عنوان معیاری مهم در طراحی پیکربندی مکانیکی ریزپرنده‌های فاقد دم مطرح شود.در ادامه، یک الگوریتم کنترلی خطی بر پایه بازخورد نرخ زاویه‌ای برای محورهای رول و پیچ طراحی شده و نشان داده شده است که سیستم با این کنترل‌کننده در محدوده‌ای از موقعیت‌های بال قابل پایدارسازی است. نتایج شبیه‌سازی‌های عددی نشان می‌دهد که موقعیت بهینه بال می‌تواند منجر به افزایش پایداری، کاهش حساسیت سیستم و ساده‌سازی الگوریتم‌های کنترلی گردد. دستاوردهای این تحقیق می‌توانند در طراحی نسل جدیدی از ریزپرنده‌های الهام‌گرفته از طبیعت که در محیط‌های بسته و بدون تجهیزات تثبیت‌کننده عمل می‌کنند، مورد استفاده قرار گیرند.

https://www.joae.ir/article_234485_9b0fd886f59c07f43f3922d35a38ffea.pdf

دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 27 2 2025 10 23 Improving the performance of the Scan Eagle combat drone using wing deformation in different air combat conditions and analyzing the aerodynamic forces acting on it بهبود عملکرد پهپاد رزمی scan eagle با استفاده از تغییرشکل بال در شرایط مختلف رزم هوایی و تجزیه‌وتحلیل نیروهای آیرودینامیکی وارد بر آن 136 153 234486 10.22034/joae.2025.506477.1271 FA عماد اندیشمند کارشناسی ارشد، مدرس گروه آموزشی هواگردها، دانشکده مهندسی و پرواز، دانشگاه امام علی (ع)، تهران 0009-0007-2753-7034 مهران نصرت الهی دانشیار، گروه آموزشی مهندسی فضایی، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران روح اله خوشخو استادیار، گروه آموزشی مهندسی فضایی، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران Journal Article 2025 02 13 In this research, the Scan Eagle fighter jet was modeled according to the dimensions and sizes of the real model, and innovative wings were designed on it to improve the performance of the aircraft in different flight conditions. 3 innovative models were considered for the aircraft wing; including the triangular delta wing, the trapezoidal wing, and the delta wing with the wing sweep angle. In order to conduct experimental wind tunnel tests, after applying the desired scale to all models, the aircraft were manufactured using a 3D printer. After the studies, the mechanism required to implement the models in the wind tunnel was designed and manufactured. After implementing the models in the wind tunnel and conducting experimental tests on them under the same conditions (speeds of 16, 14, 12, 10, 8, 6, 4 m/s), the results obtained from this research have been examined. The results obtained include the lift coefficient, the lift-to-drag coefficient ratio, the oscillations and oscillation amplitude of the models, and the flight range of the birds. After examining the results, it has been determined that the bird with the innovative Delta wing (in the shape of a delta) along with Sweep (backward or forward sweep angle) has better performance (volume increased by 10.67% and time and distance traveled with each refueling increased by 56%) in terms of lift coefficient and the lift-to-drag coefficient ratio. It has also been observed that the model with the delta wing also has the lowest oscillation rate in different flight conditions. در این پژوهش پرنده رزمی اسکن ایگل مطابق با ابعاد و اندازه‌های مدل واقعی مدل‌سازی شده و جهت بهبود عملکرد پرنده در شرایط مختلف پروازی، بال‌های نوآورانه بر روی آن طراحی شده است. به‌طورکلی 3 مدل نوآورانه برای بال پرنده در نظر گرفته شده است؛ از جمله بال دلتای مثلثی، بال ذوزنقه ای و بال دلتا به همراه زاویه عقب‌گرد بال می‌باشد. جهت انجام آزمایش تجربی تونل باد پس اعمال مقیاس موردنظر برای تمامی مدل‌ها، پرنده‌ها به کمک پرینتر سه‌بعدی ساخته شده است. پس از بررسی‌های صورت‌گرفته، مکانیزم موردنیاز جهت پیاده‌سازی مدل‌ها در تونل باد طراحی و ساخته شده است. مکانیزم ساخته شده به‌گونه‌ای است که نیروهای وارد شده به پرنده‌ها را به طور دقیق به ابزارهای اندازه‌گیری منتقل می‌کند. پس از پیاده‌سازی مدل‌ها در تونل باد و انجام آزمایش تجربی بر روی آنها با شرایط یکسان (سرعت 16،14،12،10،8،6،4 متر بر ثانیه)، نتایج به‌دست‌آمده از این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به‌دست‌آمده شامل ضریب نیروی برآ، نسبت ضریب نیروی برآ به پسا، نوسانات و دامنة نوسانی مدل‌ها و برد پروازی پرنده‌ها می‌باشد. پس از بررسی‌های به‌عمل‌آمده بر روی نتایج؛ مشخص شده که پرنده با بال نوآورانه Delta (به شکل دلتا) به همراه Sweep (زاویه سوئیپ عقبگرد یا جلوگرد) دارای عملکرد بهتری ( حجم 67/10 % افزایش و زمان و مسافت طی شده 56% افزایش) از منظر ضریب نیروی برآ و نسبت ضریب نیروی برآ و پسا بوده است. همچنین مشاهده شده است که مدل با بال دلتا نیز دارای کمترین میزان نوسان در شرایط مختلف پروازی می‌باشد.

https://www.joae.ir/article_234486_7f13d1b487683e5cf116c788faed2fdf.pdf

دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 27 2 2025 10 23 Improvement of a Fault- and Disturbance-Tolerant Flight Control System Using Adaptive Neural Networks and a Higher-Order Sliding Mode Observer بهبود سیستم کنترل پرواز مقاوم در برابر عیب و اغتشاش با ترکیب شبکه‌های عصبی تطبیقی و رؤیت‌گر مود لغزشی مرتبه بالا 154 177 234487 10.22034/joae.2025.488363.1253 FA جواد نادری فر دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران 0009-0009-5505-9257 مصطفی خزائی استادیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران 0000-0002-1595-0522 سید حسین ساداتی استاد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران Journal Article 2024 11 12 In the field of flight control, developing systems that are resilient to faults and external disturbances is a fundamental challenge that directly contributes to the safety and stability of flight operations. This paper presents a novel strategy to enhance flight control performance in the presence of sensor faults and external disturbances. The proposed approach consists of three key stages:First, for disturbance rejection and estimation, a high-order sliding mode observer (HOSMO) is employed. This observer, in conjunction with a super-twisting controller, effectively isolates sensor noise and external disturbances from the angular velocity measurements.Second, to detect and isolate sensor faults, an adaptive neural observer is designed. This observer dynamically identifies unexpected variations and faults in the sensor data.Finally, in the third stage, a backstepping-based control framework is implemented, which utilizes the estimated fault information to apply smooth control commands for fault compensation in real time.Extensive nonlinear dynamic simulations conducted on the F-18A fighter aircraft model clearly demonstrate the superior fault-tolerant performance of the proposed control framework compared to conventional methods. The use of the HOSMO results in a 13.37% improvement in tracking accuracy and a 58.8% enhancement in estimation precision compared to the STA-based structure. Moreover, the system exhibits a high degree of adaptability under complex dynamic conditions key features that significantly improve the reliability and operational effectiveness of flight control systems, making this approach a promising candidate for real-world applications. در حوزه کنترل پرواز، ایجاد سیستم‌های مقاوم به عیب و اغتشاش یکی از چالش‌های اساسی است که به تأمین ایمنی و پایداری پرواز کمک می‌کند. در این مقاله، یک استراتژی نوین برای بهبود عملکرد کنترل پرواز در شرایط حضور خطاهای حسگر و اغتشاشات خارجی ارائه می‌شود. رویکرد شامل سه مرحله کلیدی است: ابتدا، در مرحله حذف و تخمین اغتشاشات، از یک مشاهده‌گر مود لغزشی مرتبه بالا استفاده می‌شود که با کمک کنترل‌کننده فوق پیچشی نویز و اغتشاشات را از خروجی حسگرهای سرعت زاویه‌ای جدا می‌کند. در مرحله دوم، برای شناسایی و جداسازی خطا، یک مشاهده‌گر عصبی تطبیقی طراحی شده است که به‌صورت پویا قادر به تشخیص عیب و تغییرات غیرمنتظره در داده حسگرها می‌باشد. در نهایت، در مرحله سوم، یک ساختار گام به عقب برای طراحی سیستم کنترلی استفاده می‌شود که باتوجه ‌به وضعیت فعلی و تخمین‌های به‌دست‌آمده، اقدام به جبران‌سازی خطا با فرمان نرم کنترلی می‌نماید. شبیه‌سازی‌های دینامیکی غیرخطی گسترده بر روی مدل جنگنده F-18A، کارایی برتر چارچوب پیشنهادی کنترل مقاوم در برابر عیب را در مقایسه با روش‌های مرسوم به‌طور معناداری تأیید می‌کند. بهره‌گیری از ناظر HOSMO منجر به بهبود 13.37 درصدی در دقت ردیابی و بهبود 58.8 درصد در دقت تخمین در مقایسه با ساختار مبتنی بر STA شده است. افزون بر آن، سامانه مورد نظر از تطبیق‌پذیری بالایی را در مواجهه با شرایط دینامیکی پیچیده از خود نشان می‌دهد؛ ویژگی‌هایی که نقش بسزایی در ارتقاء قابلیت اطمینان و کارایی عملی سامانه‌های کنترل پرواز ایفا می‌نمایند و آن را برای کاربردهای واقعی به گزینه‌ای مطلوب تبدیل می‌کنند.

https://www.joae.ir/article_234487_7137bbc34dd820a17f9ffeb5310c9e59.pdf

https://www.joae.ir/article_234488_e0f62c1b30f224e3312fecec1025a4b1.pdf