مدل سازي، شبيه‌سازي و تحليل پاسخ يك هواپيماي انعطاف‌پذير در برخورد با اغتشاشات جوي

Modeling, Simulation and Response Analysis of Flexible Aircraft in Dealing with Atmospheric Turbulence

در اين مقاله رفتار يك هواپيما با بال‌هاي انعطاف‌پذير در برخورد با اغتشاشات جوي مدلسازي و تحليل گرديده است. در اين تحقيق جنس بال، فلزي در نظر گرفته شده و به‌عنوان يك سازه الاستيك به شكل ديواره جدارنازك (جعبه بال) مدل شده است. از طرفي توزيع جرمي بال براساس روش توده جرم و شكل مودها و فركانس‌ها نيز براساس روش شكل مود فرضي محاسبه شده‌اند و مودهاي ارتعاشي در نظر گرفته شده نيز تنها مودهاي خمشي متقارن مي‌باشد. براي بررسي تاثير جرم هواپيما بر روي رفتار وسيله، چهار مدل كه از لحاظ جرمي با يكديگر متفاوت مي‌باشند، شبيه‌سازي گرديد تا بحراني ترين حالت براي يك وسيله الاستيك تعيين شود. اغتشاشات جوي يك ورودي ناخواسته بر ديناميك هواپيما مي‌باشند كه باعث كاهش ايمني پرواز مي‌گردد. لذا اثر اين اغتشاشات جوي به‌عنوان يك ورودي تصادفي نيز بر رفتار هواپيماي الاستيك بررسي شده است. مدل استفاده شده براي اغتشاش جوي مدل مونت كارلو مي‌باشد، كه نحوه مدل نمودن آن نيز ارايه شده است. تاثير اين اغتشاش در دو حالت شبيه‌سازي شده است. در شبيه‌سازي اول توربولانسي با شدت 100 فوت بر ثانيه و در شبيه‌سازي دوم توربولانسي با شدت 400 فوت بر ثانيه لحاظ شده است تا توربولانسي كه باعث ناپايداري هواپيما مي‌گردد، به‌دست آيد.

In this paper, behavior of the aircraft with flexible wing in dealing with atmospheric disturbances has been modeled and analyzed. In this research, material of wing is metal and wing has been modeled as a thin-walled (wing box), as well as wing mass distribution , shape modes and frequency is calculated by lumped mass and assumed mode shape method. For analyzing the effect of aircraft mass on the vehicle behavior, four models with different mass are simulated until critical condition is determined. Atmospheric disturbance is a undesirable input to aircraft dynamic where decrease flight safety therefore, the effect of this phenomena are analyzed as a random input on aircraft behavior. The using model for atmospheric disturbance is Monte Carlo model where the method of modeling is submitted. The effect of this disturbance has been simulated in two conditions. In the first simulation, intensity of turbulence is 100 ft/sec and intensity of the second simulation is 400 ft/sec until the turbulence that makes instability is assigned.