بررسي تاثير شكل بال بر روي ضرايب آيروديناميكي هواپيماي MAV

Study of Wing Shapes Influence on MAV Aerodynamic Coefficients

استفاده از وسايل پرنده كوچك به‌طور چشم‌گيري در چند سال اخير توسعه يافته است. يكي از مهم‌ترين وسايل پرنده كوچك، ريز‌ پهپادها (MAVs) هستند كه آنها را مي توان از روي اندازه كوچك، ميزان نسبت منظري پايين و نيز سرعت كم آنها از ساير وسايل پرنده بازشناخت. در طراحي آيروديناميكي اين پرنده‌ها، بزرگ‌ترين سهم به طراحي بال آنها اختصاص دارد. يافتن شكل بال مناسب براي آنها بسيار مهم است. در اين مقاله تاثير شكل چند پلنفرم (PLANFORM)، تاثير باد جانبي، تاثير شكل لبه‌هاي بال، و تاثير عدد رينولدز در جريان‌هاي رينولدز پايين براي بال ريز پهپادها معلوم مي‌گردد. نتايج نشان مي‌دهد كه با كاهش نسبت منظري، شيب منحني ليفت نيز مطابق پيش‌بيني تيوري‌هاي آيروديناميكي كاهش مي‌يابد. هم‌چنين براي بال‌هاي با نسبت منظري پايين در اعداد رينولدز كم، پلنفرم زيمرمان معكوس كارايي بهتري دارد. درضمن با كاهش نسبت كونيك لبه حمله، ضريب پسا افزايش مي‌يابد. با افزايش اين نسبت در زواياي پايين، ضريب پسا كاهش مي يابد؛ اما در زواياي حمله بالا مجدداً ضريب پسا افزايش مي‌يابد. هم‌چنين با افزايش ميزان عدد رينولدز كارايي بال‌ها افزايش مي‌يابد. محاسبات CFD از طريق مقايسه با مقادير تجربي موجود در ساير مقالات ارزيابي مي‌شود.

In recent years, design of small aircrafts are studied and extensively developed. One of the most important of these aircrafts is micro aerial vehicles (MAVs). As part of aerodynamic design of MAVs, the wing design is important. In fact, the main part of this design is to find an appropriate shape for the wing. In this work, influence of the wing shape at low Reynolds number flow is investigated using several planforms. Results show that as aspect ratio decreases, the lift-curve slope decreases as predicted by aerodynamic theory. The performance of the inverse Zimmerman and rectangular planforms are higher than elliptic and Zimmerman planforms. Also, the inverse Zimmerman planform is less influenced with the side flow. Effects of the Reynolds number and the wing edges on aerodynamic coefficients are discussed. The CFD computations are performed, and verified with the experimental data and aerodynamic theory.