بررسی آیرودینامیکی جریان پتانسیل روی هواپیماهای بال و بدنه یکپارچه

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

در این تحقیق یک روش عددی بر مبنای شبکه‌ی گردابه‌ای برای تحلیل آیرودینامیکی هواپیماهای بال و بدنه یکپارچه توسعه داده شده است. در کار حاضر ابتدا نتایج حاصل از این روش با نتایج تجربی صحه گذاری شده است و سپس سه پیکربندی بال و بدنه یکپارچه‌ی رایج انتخاب شده و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است تا پیکربندی مناسب‌تر برای هواپیماهای بال و بدنه یکپارچه مشخص گردد. نتایج نشان می‌دهد که پیکربندی‌های Aو B از نظر مشخصه‌های آیرودینامیکی نسبت به پیکربندی C برتری دارند. از طرفی دیگر پیکربندی A به دلایل دارا بودن توزیع براء یکنواخت‌تر در راستای بازه‌ی بال، دارا بودن پسای القایی کمتر، داشتن فضای خالی بیشتر و به طبع آن حمل بار مفید بیشتر و ایجاد سر و صدای کمتر نسبت به پیکربندی B برتری دارد. بنابراین در نهایت پیکربندی A به عنوان پیکربندی مناسب‌تر برای هواپیماهای بال و بدنه یکپارچه انتخاب شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Aerodynamic analysis of potential flow over blended-wing-body (BWB) aircraft

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hasan Djavareshkian
  • Hadi Dastourani
چکیده [English]

In this investigation, a numerical method based on potential flow for aerodynamic analysis of BWB aircrafts has been developed. At first, results of this method are validated with experimental data and then, three current BWB planforms have been chosen and analyzed to determine suitable planform for BWB aircrafts. The results show that aerodynamic characteristics of (A) and (B) planforms are better than (C) planform. On the other hand, the (A) planform has better a uniform lift distribution along the span, less induced drag, more space and less noise than (B) planform. Finally, the (A) planform is a suitable configuration for BWB aircrafts.

کلیدواژه‌ها [English]

  • blended-wing-body aircraft
  • vortex lattice method
  • horseshoe vortex
  • aerodynamic coefficients
1-      

[1]     Engels, H., Becker, W., and Morris, A., (2004). “Implementation of a Multi-Level Methodology Within the E-Design of A Blended Wing Body”, Aerospace Science and Technology, Vol. 6, pp. 145-153.

[2]     Green JE. (2002). “Greener by design-the technology challenge”, Aeronaut, Vol. 106, pp. 57–113.

[3]     Qin, N., Vavalle, A., Le Moigne, A., Laban, M., Hackett, K., and Weinnerfelt, P., (2004). “Aerodynamic Considerations of Blended Wing Body Aircraft”, Progress in Aerospace Science, Vol. 40, pp. 321-343.

[4]     Liebeck, R. H., (2004). “Design of the Blended Wing Body Subsonic Transport”, JOURNAL OF AIRCRAFT, Vol. 41, pp. 10-25.

[5]     Leifsson, L., Ko,  A., Mason, W.H., Schetz, J.A., Grossman, B., Haftka, R.T., (2011). “Multidisciplinary design optimization of blended-wing-body transport aircraftwith distributed propulsion”, Aerospace Science and Technology, Vol. 25, pp. 16-28.

[6]     Jianghao, WU., Chenfang, CAI., Yanlai, ZHANG., (2011). “The changes in structural and flight safety due to flap design of Blended-Wing-Body civil aircraft”, Procedia Engineering, Vol. 17,  pp. 320–327.

[7]    دستورانی، هـ. و جوارشکیان، م.ح.، (1391 هـ. ش. یا 2012 م.)، " بررسی ایرودینامیکی جریان پتانسیل روی هواپیماهای بال و بدنه یکپارچه و مقایسه آن با هواپیماهای معمولی رایج."، اولین کنفرانس ایرودینامیک و هیدرودینامیک، تهران، 25 و 26 مهر.

[8]    دستورانی، هـ. و جوارشکیان، م.ح.، (1392 هـ. ش. یا 2013 م.)، " بررسی تاثیر وجود، موقعیت و ارتفاع قرارگیری بالک جلو روی ضرایب آیرودینامیکی هواپیما."، مجله علمی- پژوهشی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها، دوره 3، شماره 3، صفحه 67-81.

[9]     دستورانی، هـ. و جوارشکیان، م.ح.، (1392 هـ. ش. یا 2013 م.)، " بررسی اثرات مخروطی روی ضرایب آیرودینامیکی ریز پهپادها."، مجله علمی- پژوهشی مکانیک سیالات و آیرودینامیک، دوره 2، شماره 3، صفحه 25-38.

[10] Weissinger J., (1947). “The Lift Distribution of Swept-Back Wings”, NACA TM-1120.

[11] Glauert, H., (1948). “The Elements of Aerofoil and Airscrew Theory”. Second ed., Cambridge, Univ. Press, Cambridge, England.

[12] ROBINSON, A., and J.A. LAURMANN, (1956). “Wing Theory, Chap 1,” Cambridge University Press, Cambridge, England.

[13] Rubbert, Paul E., (1964). “Theoretical Characteristics of Arbitrary Wings by a Non-PlanarVortex Lattice Method”, Doc. No. D6-9244, Boeing Co.

[14]  دستورانی، هـ.، (1391 هـ. ش. یا 2012 م.)، "بررسی جریان پتانسیل روی پهپادها و ریزپهپادها با پیکربندی‌های عملیاتی."، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد.

[15] Wisnoe, W., Nasir, R.E.M., Kuntjoro, W., and Mamat, A.M.I., (2009). “Wind Tunnel Experiments and CFD Analysis of Blended WingBody (BWB) Unmanned Aerial Vehicle”, 13th International Conference on AEROSPACE SCIENCES & AVIATION TECHNOLOGY, ASAT- 13.