فهرست مطالب

مهندسی هوانوردی - سال شانزدهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1393)

نشریه مهندسی هوانوردی
سال شانزدهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1394/06/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علیرضا نادری، حمیدرضا ابراهیمیان، احمد شرفی* صفحه 1
    در این تحقیق، به بررسی تجربی اثر بالک شبکه ای و اندازه و تعداد انگشتی های آن بر روی الگوی جریان سطح بالایی یک مدل بال و همچنین ضرایب آیرودینامیکی برآ و پسای آن در سرعت پایین پرداخته شده است. بررسی ها در سرعت جریان آزاد 7/24 متر بر ثانیه که متناظر با عدد رینولدز 101000 است و در زوایای حمله 2- تا 21 درجه انجام شده اند. مدل بال استفاده شده، مستطیل شکل بوده و دارای ضریب منظری 57/4 می باشد. ایرفویل مقطع بال NACA 2306 است. آزمایش های تجربی شامل آشکارسازی جریان روی سطح بالایی بال توسط تافت و اندازه-گیری ضرآیب برآ و پسا می باشند. نتایج نشان می دهند که در زوایای حمله پایین، اضافه نمودن بالک تاثیر چندانی بر ضرایب برآ و پسا ندارد، ولی با افزایش زاویه حمله این تاثیر بیشتر می شود. همچنین بیشترین مقدار نیروی برآ و کمترین مقدار نیروی پسا مربوط به حالتی است که 4 بالک استفاده شده در نوک بال از بلند به کوتاه نسبت به لبه حمله چیده شده اند.
    کلیدواژگان: بالک شبکه ای، ضریب برآ، ضریب پسای القایی، آشکارسازی جریان، عدد رینولدز پایین
  • حسن عیسوند* صفحه 15
    آموزش دانشجویان خلبانی نظامی در سه مرحله مقدماتی، پایه و پیشرفته انجام می شود و پس از آن وارد مراحل بعدی یعنی ورود به جنگنده، جنگنده پیشرفته و اسکادران آموزشی می گردند. در کشورمان به دلیل عدم وجود هواپیمای جت آموزشی پیشرفته، دانشجو پس از طی دوره پایه بلافاصله وارد مرحله چهارم(ورود به جنگنده) می شود. هزینه یک ساعت آموزش با هواپیمای مرحله چهارم حدود 5 تا 10 برابر یک ساعت آموزش با هواپیمای مرحله سوم (جت آموزشی پیشرفته) است که علاوه بر افزایش بار مالی، کیفیت آموزشی را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین قراردادن این نوع هواپیما در مراحل آموزشی ضروری است. در این تحقیق ویژگی های مهمی که یک جت آموزشی پیشرفته باید داشته باشد مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین ویژگی ها شاخص های کیفی چندارزشی اثرگذار در انتخاب هواپیمای جت آموزشی مطرح شده اند که در قالب معیارهای ششگانه پایه، عملکردی، ایمنی، سامانه ها، تجهیزات کمک ناوبری و تعمیر و نگهداری دسته بندی شدند و در مجموع 30 معیار و زیر معیار استخراج گردید. در این مقاله، علاوه بر تعیین معیارهای انتخاب هواپیمای جت آموزشی پیشرفته، از روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و تاکسونومی جهت رتبه بندی هواپیماهای جت آموزشی پیشرفته جهان استفاده شده و نتایج مقایسه گردیدند. همچنین مزایا و معایب این دو روش در این موضوع خاص بیان شده است.
    کلیدواژگان: آموزش خلبانی، جت آموزشی پیشرفته، فرآیند تحلیل سلسله مراتب، تاکسونومی، عملکردی، ایمنی، سامانه های هواپیما
  • میثم بیات *، محمدحسین مدنی صفحه 33

    در سیستم های ناوبری به منظور مکان یابی بایستی ابتدا زمان ورود یا اختلاف زمان ورود سیگنال محاسبه و سپس با استفاده از یک الگوریتم مشخص، اختلاف زمانی حاصل را به اطلاعات طول و عرض جغرافیایی تبدیل نمود. در این مقاله، هدف تحلیل الگوریتم های ترکیبی تخمین زمان ورود به منظور امکان بهینه سازی دقت مکان یابی در سامانه های مکان یاب زمین پایه لورن می باشد. بدین منظور ابتدا الگوریتم های متداول تخمین زمان ورود (TOA) و تفاضل زمان ورود (TDOA) مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از معیار کارآیی CRLB مقایسه شده اند. سپس بهبود کارآیی با استفاده از معیار RMSE در مقابل افزایش سیگنال به نویز برای روش پیشنهادی با داشتن سه ایستگاه فرستنده در سیستم نشان داده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده برای سیگنال لورن در این حالت روش های تفاضل زمان ورود و الگوریتم پیشنهادی دارای واریانس نویز کمتری نسبت به روش زمان ورود بوده و در نتیجه دارای خطای کمتری نسبت به روش زمان ورود می باشند.

    کلیدواژگان: سیستم لورن، Music، زمان ورود، اختلاف زمان ورود، دنباله های تکراری پالس، IFFT
  • محمد صدیقی، مهدی اغنیا*، انور احمدخواه، ولید نیسی صفحه 47
    با بررسی های انجام شده به روی میکروتوربین گازی 180-85GTCP مشخص گردید که عیوب قسمت داغ موتور دارای فراوانی قابل ملاحظه ای می باشند. موتور مذکور الزاماتی را مبنی بر محدودیت کارکرد مداوم دارد و در صورت عدم رعایت این الزامات، بیشترین صدمه متوجه قسمت گرم موتور خواهد بود. از این رو با استفاده از روش های عددی که ضمن داشتن دقت کافی، هزینه بسیار پایین تری را نسبت به انجام آزمایش دارند، می-توان توزیع فشار، سرعت و دمای خروجی محفظه احتراق استوانه ای واقعی میکروتوربین را به دست آورده و با ارائه هندسه ای جدید، عملکرد مناسب-تری را برای محفظه احتراق حاصل نمود. تغییرات هندسی در نوع و محل سوراخ های خنک کاری لایه ای و سوراخ های رقیق سازی سبب به دست آوردن پروفیل دمای مناسب تری در نزدیک دیواره و خروجی محفظه احتراق خواهد شد. با به دست آوردن توزیع دمای مناسب در مجاورت دیواره و در خروجی محفظه می توان عیوب محفظه احتراق و عیوب توربین را کاهش داد. مقایسه پروفیل های دما در هندسه اصلی و هندسه های بهینه سازی شده نشان می دهد که پروفیل دمای خروجی در هندسه جدید دارای پیک های دمایی کمتری نسبت به پروفیل اصلی بوده و پروفیل دما در آن یکنواخت تر می باشد. متوسط دمای خروجی از محفظه احتراق اصلی 950 کلوین و متوسط دمای خروجی محفظه بهینه شده 1000 کلوین محاسبه شده، از این رو بازده حرارتی محفظه بهینه شده 8 درصد از بازده حرارتی محفظه اصلی بیشتر است.
    کلیدواژگان: چند لایه های فلز الیاف، انرژی ضربه زننده، ضربه سرعت پائین، ضخامت لایه ها
  • نوذر اکبری* صفحه 63
    هدف از این کار پژوهشی بررسی اثر تاخیر زمانی بر تغییرات دامنه نوسانات تجربی در محفظه احتراق پیش مخلوط می باشد. برای این منظور یک محفظه احتراق پیش مخلوط ساخته شد. از خصوصیات این محفظه، می توان به داشتن قابلیت مشاهده ناپایداری و اندازه گیری متغیرهای جریان به-طور هم زمان اشاره کرد. اساس کار انجام شده شامل مشاهدات تجربی و مقایسه نتایج به دست آمده با روش تحلیلی رایلی می باشد. از آن جایی که تاخیر زمانی یکی از پارامترهای اساسی در پیش بینی ناپایداری ترموآکوستیکی می باشد، در این پژوهش، اثر این معیار به طور تجربی بر روی محفظه احتراق ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت که نتایج به دست آمده با معیار تحلیلی رایلی بسیار موفقیت آمیز بود.
    کلیدواژگان: ناپایداری ترموآکوستیک، معیار رایلی، محفظه احتراق پیش مخلوط
  • معین عباسی نسب، مصطفی میرزایی صفحه 73
    کامپوزیت های لای های فلز- الیاف از به هم چسباندن لایه های فلزی و کامپوزیتی الیاف و رزین به هم، ساخته می شوند. فلز به کار رفته اغلب آلومینیم است و الیاف به طور کلی بر اساس کارکرد مورد انتظار، از جنس آرامید، کربن یا شیشه هستند. کامپوزیت مورد نظر ما در این پژوهش چند لایه آلومینیم- الیاف شیشه (GLARE) می باشد که به دلیل مقاومت مکانیکی بالا کاربرد وسیعی در صنایع هوایی و... دارد. در این مقاله در ابتدا اثر تغییر در انرژی ضربه زننده در ضربه سرعت پائین برروی کامپوزیت فلز- الیاف را به صورت تجربی مورد بحث قرار داده و به این نتیجه می رسیم که با افزایش در انرژی اولیه ضربه زننده سازه کامپوزیتی سفتی بیشتری نشان داده و میزان جذب انرژی افزایش می یابد. سپس با مدل سازی آزمایش های انجام شده در نرم افزار LS-DYNA ضمن به دست آوردن نتایج مشابه از تحلیل عددی (نرم افزاری)، به مقایسه نمودارهای حاصل از تحلیل های عددی و نرم افزاری خواهیم پرداخت و با مشاهده اختلاف کم میان این نمودارها به صحت مدل سازی های انجام شده پی می بریم. در مرحله آخر نیز به بررسی عددی اثر تغییر در ضخامت لایه ها در یک سازه کامپوزیتی با ضخامت کلی ثابت پرداخته و نتیجه می گیریم که افزایش در ضخامت لایه های الیاف و کاهش ضخامت لایه های آلومینیمی موجب افزایش مدت زمان برخورد و کاهش سفتی سازه کامپوزیتی می شود.
    کلیدواژگان: چند لایه های فلز الیاف، انرژی ضربه زننده، ضربه سرعت پائین، ضخامت لایه ها
  • محمدعلی رنجبر*، محمدعلی اردکانی، فواد فرحانی بغلانی صفحه 83
    به منظور هدایت جریان سیال به مسیر طراحی شده و هم چنین کاهش تلفات انرژی در تغییر جهت سیال عبوری، از پره های راهنما استفاده می شود. مهم ترین پارامترهای تاثیرگذار بر کیفیت جریان خروجی از پره های راهنما، مقدار گام1 (نسبت فاصله بین پره ها به وتر) و خمیدگی پره ها می باشد. در این تحقیق تاثیر این دو پارامتر بر کیفیت جریان خروجی با ساخت مدل های مختلف به صورت تجربی بررسی گردیده است. نتایج نشان می دهد که در محدوده گام 15 تا 35 درصد، یکنواخت ترین توزیع سرعت مربوط به مقدار گام 25 درصد می باشد و هم چنین این مقدار دارای کم ترین میزان افت فشار کل می باشد. نتایج بررسی تغییر خمیدگی پره ها نیز نشان می دهد که با افزایش مقدار خمیدگی در محدوده 45 تا 90 درجه، یکنواختی توزیع سرعت خروجی کاهش یافته و میزان افت فشار کل افزایش می یابد. هم چنین با افزایش عدد رینولدز از 104×4 تا 105×8/1 دنباله پره ها کوچک تر شده است.
    کلیدواژگان: پره راهنما، تونل باد، افت فشار کل، توزیع سرعت
|
  • Page 1
    In this research¡ a low speed wind tunnel test has been carried out to investigate the effects of adding grid winglet¡ its size and number of fingers on the flow pattern over the upper surface of a wing model and its aerodynamic coefficients. The investigation has been performed for different angles of attack ranging from -2 to 21 degrees and at a free stream velocity of 24.7 m/sec¡ corresponding to the Reynolds number of 101000. The model has a rectangular shape with an aspect ratio of 4.75. Wing section airfoil is NACA 23016. Flow visualization is performed using tuft over the upper surface of the wing and lift & drag coefficients are measured. The obtained results show that at low angles of attack (lower than 6 degree)¡ adding the grid winglet has no effect on the lift & drag coefficients. However¡ at higher angles of attack¡ its effect increases. Maximum amount of lift and minimum amount of drag is for the case that the grid winglet has 4 fingers sorted from long to short.
    Keywords: Grid Winglet, Lift Coefficient, Induced Drag Coefficient, Flow Visualization, Low Reynolds Number
  • Page 15
    Training the cadets of military aviation is carried out at three levels of primary¡ basic and advanced which is followed by advanced fighter and training squadron. Due to the lack of advanced training jet in our country¡ the cadets directly enter the fourth stage (entrance to fighter) in which a one-hour training costs 5 to 10 times more than the advanced training jet (in the third stage)¡ affecting the training quality and increasing the financial burden. As a result¡ this makes it quite clear that involving and using this kind of aircraft are of paramount importance. In this study¡ the crucial features and criteria that an advanced training jet needs to possess were investigated. To determine the afore-mentioned features¡ a set of multi-valued indicators in terms of their efficiency¡ safety¡ maintenance and logistics were considered. These indicators were categorized as six distinct groups of base¡ efficiency¡ safety¡ systems¡ navigational equipment¡ and maintenance and ultimately thirty criteria and sub-criteria have been extracted. In this article¡ in addition to specifying the standards for choosing the advanced training jet¡ Analytical Hierarchy Process (AHP) as well as Taxonomy has been utilized for ranking the world''s advanced training jets. Furthermore¡ the merits and drawbacks of these two procedures have been stated.
    Keywords: Pilot training, advanced training jet, Analytical Hierarchy Process (AHP), Taxonomy, Performance, Safety, Airplane Systems
  • Page 33

    For positioning in navigation systems¡ at first the signal arrival time or arrival time differences is calculated and then the time differences is converted to geographical Lat/Long information using a specific algorithm. The aim of this study is to analyze the integrated algorithms for estimation of arrival time in order to improve positioning accuracy in ground-based loran systems. For this goal¡ the common algorithms of arrival time and arrival time difference were investigated firstly and were compared based on CRLB approach. Afterwards¡ by calculating RMSE index the performance of the suggested algorithm was evaluated using information of three transmitter stations. The results have shown that the proposed approach had promising performance in compare to TOA (the lower noise variances and the minimum error) algorithm.

    Keywords: Loran System, Music, Time of Arrival, Time Differences of Arrival, GRI, IFFT
  • Page 47
    A study was conducted to investigate performance of a GTCP85-180 gas micro-turbine. It was concluded that hot compartment defects are significant in numbers. Due to the long time performance¡ this engine has many limitations; ignoring these limitations will cause severe damages to the hot compartment of the engine. Using numerical method which has both sufficient accuracy and low cost in comparison to experimental tests¡ temperature distribution and output temperature for this micro-turbine were computed. Afterward¡ by proposing a new geometry for the combustion chamber and conducting new simulation¡ a better performance was achieved. Changes in cooling holes and diluting holes configuration resulted in smoother temperature profile near the wall boundary and also output of the combustion chamber. This smoother temperature resulted in the reduction of the defects in combustion chamber and turbine blades. By comparing the temperature profile of both geometries it is evident that the proposed geometry has fewer temperature peaks in compare to the original one and it also has a smoother temperature distribution. According to the fact that mean output temperature of the original combustion chamber and proposed chamber is 950K and 1000k respectively¡ it is concluded that by using the proposed geometry¡ thermal efficiency is improved by 8 percent.
    Keywords: Micro, turbine combustion chamber, temperature profile, combustion chamber optimization, combustion chamber defects
  • Page 63
    The aim of this research is investigation of the effect of the time lag on amplitude of experimentally oscillatory in premixed combustion chamber. A pre-mixed combustion chamber was built for this purpose. Simultanouse Combustion chamber instability monitoring and flow parameter measurement is one of the important characteristics of this combustion chamber. This research is based on experimental observation and comparison of the visualisations to the results of Rayleigh’s criterion. Since time lag is the most important parameter for anticipating thermo acoustic instability; in this work¡ the effect of Rayleigh’s criterion on a combustion chamber is investigated experimentally. The results has a good agreement with Rayleigh’s criterion.
    Keywords: Thermo acoustic instability, Rayleigh's criterion, premixed combustion chamber
  • Page 73
    Fiber-metal laminate composite is made by pasting metal layers and fiber-resin composite together. The metal used is often aluminum and the fiber is Aramid¡ Carbon or Glass depend on the application. In this study¡ we have used aluminum-fiber glass laminates (GLARE) due to its vast application because of its high mechanical resistance. At first¡ the effect of impact energy on fiber-metal composite in low velocity impact was analyzed experimentally. It was concluded that by increasing the primitive energy of the impactor¡ composite structure shows more toughness and energy attraction rate. Afterward¡ by modeling the performed tests in LS-DYNA software¡ a validation was conducted. Due to the subtle difference between numerical and experimental result¡ the validation of the modeling was accepted. In the last step¡ the effect of changing the thickness of layers on a generally fixed thickness composite structure was studied numerically. It was concluded that increasing the thickness of fiber layers and decreasing the thickness of aluminum layers lead to an increase of the collision time span and a decrease of the composite structure toughness.
    Keywords: Fiber, Metal Laminates, impactor energy, low velocity impact, layers thickness
  • Page 83
    Guide vanes are used for directing flow in the desired path and reducing losses due to change in the flow direction. Guide vanes pitch (ratio of distance between the vanes to the vane chord) and the curvature of the vanes are the main parameters affecting the outlet flow quality. In this experimental study¡ different models with different vane pitches¡ ranging from 15 to 35%¡ and different curvature degrees¡ ranging from 45 to 90º¡ were constructed to investigate the effect of the above parameters. Results show that the most uniform velocity distribution with minimum pressure drop is obtained for a 25% pitch. The results also show that with an increase in the curvature degree¡ the velocity distribution becomes less uniform while the pressure drop increases. It is also observed that the wake of the guide vane reduces as Reynolds number increases from 4×〖10〗^4 to 1.8×〖10〗^5.
    Keywords: Guide Vane, Wind Tunnel, Pressure Drop, Velocity Distribution