بررسي اثر نسبت مخروطي بزرگ‌تر از يك روي ضرايب آيروديناميكي ريزپهپادها با الگوگيري از بال حشرات

Evaluation of Effect of Taper Ratio on Aerodynamic Characteristics of MAVs with Inspired from Insects Wing

در اين تحقيق يك روش عددي بر مبناي جريان حلقوي براي تحليل آيروديناميكي براي تحليل آيروديناميكي پيكربندي‌هاي مختلف هواپيما از جمله پهپادها و ريزپهپادها توسعه داده شده است. در تحقيق حاضر، ابتدا نتايج حاصل از اين روش با نتايج تجربي صحه گذاري شده است و سپس اثر نسبت مخروطي در بازه‌ي 0،3 تا 3 روي مشخصه‌هاي آيروديناميكي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه به طور كلي افزايش نسبت مخروطي چه در محدوده‌ي صفر تا يك و چه بزرگ‌تر از يك موجب افزايش ضريب برآ مي‌شود. همچنين نتايج نشان مي‌دهد كه پيكربندي‌هاي با نسبت‌ مخروطي متفاوت از يك داراي گشتاور خمشي بزرگ‌تري از نسبت مخروطي يك هستند. در اين تحقيق همچنين مكانيزمي براي ايجاد نسبت‌هاي مخروطي مختلف مورد بحث قرار گرفته است. در انتها با الگوگيري از بال حشرات (سنجاقك) طرحي براي بال ريزپهپادها ارائه شده و ضرايب آيروديناميكي آن با پيكربندي‌هاي قبلي مقايسه گرديده است. نتايج مربوطه نشان مي‌دهد كه مشخصه‌هاي ايروديناميكي نسبت به پيكربندي‌هاي قبلي بهبود يافته است. در پيكربندي سنجاقك شيب منحني ضريب گشتاور خمشي بر حسب ضريب افزايش يافته است و اين نشان دهنده‌ي افزايش پايداري طولي ريزپهپاد است.

In this investigation, a numerical method based on potential flow has been developed for aerodynamic analysis of morphing MAVs. At first, results of this method are validated with experimental data and then, effect of taper ratio greater than one has been studied on aerodynamic characteristic. Results show that increasing taper ratio, whether is the range of zero to one or bigger one, cause increasing lift coefficient and improving performance of the MAVs. The only disadvantage of taper ratio of bigger one is appearing large pitching moments. Of course, in MAVs is negligible due to the small size. In this study, also a mechanism for creation of different taper ratios has been discussed. Finally, the modeling of insect wings hav been presented for use in the MAVs. The aerodynamic coefficients were compared with conventional wings. The results show a decrease in slope Cm - CL Curve and this represents an increase in longitudinal stability MAV.