نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی

نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی

پایداری بال زدن پرواز نزدیک به شناور برای ریزپرنده الهام‌گرفته از مرغ مگس‌خوار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا، گروه هوافضا، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
2 کارشناس ارشد مهندسی هوافضا، گروه مکانیک، موسسه آموزش عالی احرار رشت، گیلان، ایران
10.22034/joae.2025.478129.1246
چکیده
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.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


دوره 27، شماره 2
آبان 1404
صفحه 117-135

  • تاریخ دریافت 22 شهریور 1403
  • تاریخ بازنگری 30 فروردین 1404
  • تاریخ پذیرش 08 اردیبهشت 1404