مدلسازی و بررسی پایداری یک هواپیمای سمپاش در کانال چرخش با وجود تلاطم در مخزن آن

در این مقاله با توجه به اهمیت فراوان مدلسازی صحیح وسایل پرنده برای استفاده در طراحی به بررسی پدیده تلاطم (Sloshing) در مخزن هواپیما پرداخته شده است. با توجه به اینکه هرچه مخزن سیال حجیم تر باشد و سیال در آن قابلیت جابجایی بیشتری داشته باشد، تلاطم بیشتری خواهد داشت، لذا در بین وسایل پرنده، هواپیمای سمپاش که داری مخزن بزرگی است جهت مطالعه تلاطم انتخاب گردیده است. جهت سهولت در بررسی ها و ساده تر شدن معادلات اثر این پدیده تنها در کانال چرخش (Roll) بررسی شده است. برای این منظور ابتدا برای حالت صلب معادلات دینامیک حرکت هواپیما در کانال چرخش استخراج شده و سپس با لحاظ اثر تلاطم این معادلات اصلاح گردید. در ادامه توابع تبدیل کانال چرخش برای هر دو حالت بدست آورده شد. در نهایت پاسخ سیستم برای وضعیتهای مختلف تلاطم مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از پاسخ سیستم نشان داد که اثر تلاطم سیال در مخزن بر دینامیک حرکت هواپیمای سمپاش نمونه قابل توجه است و در صورت عدم مدلسازی و نادیده گرفتن این پدیده می تواند اثر نامطلوبی بر عملکرد هواپیما داشته باشد. از آنجاییکه بین شکل، موجگیرهای داخلی و محل نصب مخزن و پارامترهایی چون جرم، فرکانس و میرایی تلاطم رابطه مستقیمی وجود دارد، لذا اثر این پارامترها در پایداری کانال چرخش هواپیما نمونه بررسی گردید و نشان داده شد که طراحی مناسب شکل و موجگیرهای مخزن و انتخاب محل نصب صحیح می تواند تاثیر بسزایی در ایجاد پایداری داشته باشد و در نتیجه می توان گفت برای حذف ارتعاشات تلاطم علاوه بر اصلاح الگوریتم کنترلی، می توان از روش فوق نیز استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

پایداری ، تلاطم سیال ، کانال چرخش ، مدلسازی