فهرست مطالب

نشریه مهندسی هوانوردی
سال بیستم شماره 1 (بهار و تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/06/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حسن حقیقی، سید حسین ساداتی*، جلال کریمی، سید محمد مهدی دهقان صفحات 1-12

    استفاده از پهپادها در بسیاری از ماموریت های هوایی نظیر جستجو، نجات، گشت زنی های مرزی و نظارت های نظامی متداول شده است که با توجه به پچیدگی و گستردگی این ماموریت ها معمولا از دسته های چندفروندی آنها استفاده می شود. نظارت مداوم یکی از مساله های مطرح گشت زنی های هوایی می باشد که علیرغم پیچیدگی های حاکم بر محیط و شیوه های گشت زنی می توان با روش های پیمایشی پایه آن را ساده سازی نمود. بحث اصلی مطرح در این موضوع کمینه سازی بیشترین زمان بازبینی حادث شده در منطقه پیمایش می باشد. در این مقاله ضمن تشریح حالت های مختلف پیمایش و گشت زنی برای سامانه های هوایی تک و چند فروندی، رابطه زمان کمینه بازبینی استخراج و برای یک پهپاد مشخص با قیود بیان شده، ارتباط آن با دیگر پارامترهای پروازی بررسی شده است. همچنین تاثیر تغییر تعداد عامل ها و سرعت بر کارایی نظارت مداوم و کمینه سازی زمان بازبینی ارزیابی شده و با حالت های دیگر پیمایش مقایسه گردید. نتیجه کارکردهای بیان شده در این مقاله، بسط و توسعه روابط پایه نظارت مداوم برای تعداد عامل های مشخص به سایر شرایط یا سایر رفتارهای پیمایشی است. نتایج این مقاله بیانگر کارایی بالای روش های پیمایشی پایه گفته شده برای الگوهای چندفروندی مشخص می باشد؛ همچنین برای محیطی با پهنه مشخص و با توجه به قابلیت ها و پارامترهای پهپاد، می توان زمان بازبینی را به عنوان یک پارامتر وابسته بر اساس تعداد مشخص پهپاد محاسبه نمود و یا تابع تعداد فروندهای موردنظر به ازای زمان بازبینی ثابت را با دقت مطلوب تعیین نمود. نتایج نشان می دهد که در سرعت های بالای پهپاد موردنظر، افزایش تعداد پهپاد در یک مساحت مشخص، کارایی چندانی در بهبود کمینه زمان بازبینی ندارد و بازه ای بر اساس سرعت و تعداد پهپادها می توان تعیین نمود که در این بازه زمان بیشنه بازبینی همواره کمینه باشد.

    کلیدواژگان: نظارت مداوم، گشت زنی هوایی، پیمایش چندفروندی پهپاد، زمان بازبینی، گشت زنی مرزی، جستجوی چندفروندی
  • سعید محمدحسینی*، محمد تقی ثابت، امید امیدی صفحات 13-24

    مقاله حاضر به مساله ترازیابی و توجیه با استفاده از حسگرهای اینرسی می پردازد. یکی از گام های مهم برای افزایش دقت ناوبری اینرسی وسایل متحرک، تعیین دقیق مقادیر اولیه برای زوایای قرارگیری در دستگاه ناوبری، از جمله وضعیت قرارگیری وسیله نسبت به شمال جغرافیایی یا آزیموت است. در این مقاله یک الگوریتم توجیه و ترازیابی دو مرحله ای شامل ترازیابی اولیه و ترازیابی دقیق به منظور تعیین زوایای اولیه وسیله با دقت چند دقیقه قوسی پیشنهاد شده است. بر این اساس ابتدا در ترازیابی اولیه، با استفاده از مولفه های بردار جاذبه و سرعت زاویه ای چرخش زمین که توسط سنسور های اینرسی اندازه گیری می شوند، زوایای تراز و آزیموت اولیه با دقت محدودی محاسبه می شوند. سپس با استخراج مدل خطا برای یک سیستم ناوبری اینرسی و استفاده از مزیت ساکن بودن حسگرهای اینرسی (صفر بودن سرعت واقعی حسگرها) خطای زوایای تراز و آزیموت با بکارگیری یک فیلتر کالمن تخمین زده شده و محاسبات اولیه تنظیم می شود. به منظور ارزیابی دقت این الگوریتم، بلوک ناوبری اینرسی بر روی یک میز سه درجه آزادی که قابلیت تنظیم زوایای تراز و آزیموت را با دقت حدود پنج ثانیه قوسی دارد، قرارداده شده و سپس الگوریتم ارائه شده با استفاده از خروجی سنسورهای اینرسی در آزیموت های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده دقت مناسب تعیین آزیموت با استفاده از الگوریتم ارائه شده می باشد.

    کلیدواژگان: ترازیابی اینرسی، زاویه آزیموت، تجهیز و نشانه روی، فیلتر کالمن
  • سید محمد مهدی دهقان*، علی پارسا، علیرضا آهنگرانی، احسان غزلباش صفحات 25-35

    در این مقاله به منظور بهبود عملکرد حلقه هدایت یک چهارپره تجاری مجهز به سیستم کنترل و ناوبری ارزان قیمت، از مدل های شناسایی شده براساس داده های پروازی استفاده شده است. برای این منظور، رابطه بین سرعت و زاویه حول محورهای افقی و همچنین رابطه بین چرخش حول محورهای سه گانه با دستورات تعریف شده در اتوپایلوت پرنده به صورت مجزا از یکدیگر شناسایی شده است. براساس نتایج حاصل از آزمون های میدانی، استفاده از یک تابع تبدیل درجه اول برای توصیف چرخش حول محور عمودی از دقت کافی برخوردار است. همچنین توصیف عملکرد افقی چهارپره در قالب دو مدل خطی درجه اول متوالی، یک مدل بین دستور تغییر زاویه و تغییر زوایای رول و پیچ و مدل دیگر بین زوایای رول و پیچ و سرعت های افقی، از دقت کافی برخوردار است. برای تخمین پارامترهای مجهول مدل ها نیز با توجه به خطی و نامتغیر با زمان بودن سیستم از تخمین گر حداقل مربعات خطا برروی داده های حاصل از تست های پروازی استفاده شده است. در پایان با استفاده از مدل های شناسایی شده، یک ردیاب PID برای افزایش دقت در ردیابی مسیرهای مرجع پیاده سازی گردیده است. برای اطمینان از عملکرد مطلوب روش پیشنهادی، اثر بکارگیری ردیاب مسیر مبتنی بر مدل شناسایی شده به عنوان حلقه بیرونی کنترل بررسی شده است. نتایج ارزیابی عملی در فضای داخل ساختمان نشان از بهبود عملکرد سیستم در ردیابی مسیرهای مرجع ورودی دارد.

    کلیدواژگان: چهارپره، شناسایی سیستم، داده های پروازی، روش حداقل مربعات، ردیابی مسیر مرجع
  • حسن محجوب* صفحات 36-48

    پژوهش حاضر با هدف شناسایی عوامل موثر بر شایستگی اساتید خلبان در دانشگاه هوایی شهید ستاری صورت گرفت. به همین منظور، ابتدا پیشینه مرور شد و چارجوب نظری پژوهش تدوین و سپس با مصاحبه با مطلعان کلیدی تعدیل گردید. در ادامه، محقق پرسشنامه ایی را طراحی نمود که روایی و پایایی آن با استفاده فنون آماری و روش شناسی مورد تایید قرار گرفت. سپس، پرسشنامه تدوین شده در بین اساتید خلبان دانشگاه هوایی شهید ستاری توزیع و پس از 2 ماه پیگیری مداوم، 68 پرسشنامه بازگشت داده شد که 61 مورد از آنها دارای شرایط لازم جهت ورود به نرم افزار و مبنای تحلیل های پژوهش را تشکیل دادند. نتایج تحلیل عاملی مرتبه اول نشان داد که تمامی متغیرهای  مشاهده پذیر دارای بار عاملی مناسبی بر متغیر مکنون خود هستند و با توجه به شاخص های PLS، از مطلوبیت لازم برای سنجش متغیر مکنون متناظر خود برخوردار هستند. همچنین، نتایج حاصل از تحلیل عاملی مرتبه دوم نشان داد که همگی متغیرهای مکنون، ، دارای بار عاملی مناسب و تاثیر معنی دار بر سازه ی مربوط به خود هستند. به عبارتی دیگر، تمامی مولفه ها ، دارای بار عاملی کافی جهت پیش بینی متغیرهای مکنون مربوط به خود بوده و می توانند شایستگی اساتید خلبان در  دانشگاه هوایی شهید ستاری را پیش بینی نمایند و به عنوان عوامل زیر بنایی آن به شمار روند.در بین عوامل شناسایی شده بیشترین تاثیر به ترتیب مربوط به شایستگی آموزشی، حرفه ای، فردی، تحقیقاتی، نگرشی، سازمانی، رهبری، اخلاقی و نظامی می باشد.

    کلیدواژگان: شایستگی، اساتید خلبان، بالندگی اعضای هیات علمی، دانشکده پرواز، دانشگاه هوایی شهید ستاری
  • علیرضا پورموید*، کرامت ملک زاده فرد، مرتضی شهروی صفحات 49-61

    در این پژوهش رفتار یک پانل ساندویچی استوانه ای شکل با هسته انعطاف پذیردر شرایط مرزی مختلف که تحت اثر نیرو تعقیب کننده واقع شده، مورد مطالعه قرارگرفته است. برای این منظور با استفاده از تئوری مرتبه اول برشی و اصل همیلتون معادلات حاکم استخراج و از روش تربیع تفاضلی تعمیم یافته حل شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با در نظر گرفتن سادگی روش حاضر نسبت به سایر روش ها در تحلیل مسائل پایداری پنل ساندویچی استوانه ای شکل، نتایج حاضر از دقت قابل قبولی برخوردار است. همچنین بررسی نتایج نشان می دهد که پدیده فلاتر در شرایط مرزی یکسر گیردار و یکسر آزاد رخ می دهد و در شرایط مرزی دیگر تنها پدیده دیورژانس یا کمانش استاتیکی رخ می دهد. یکی دیگر از نتایج قابل توجه این است که افزایش تعداد لایه های کامپوزیت باعث می شود پدیده فلاتر در پانل ساندویچی استوانه ای با هسته انعطاف پذیر، دیرتر به وقوع بپیوندد.

    کلیدواژگان: فلاتر، نیروی تعقیب کننده، پانل ساندویچی استوانه ای، روش تربیع تفاضلی تعمیم یافته، پایداری دینامیکی
  • میلاد درزی *، علیرضا رودباری صفحات 62-76

    تحلیل و ارزیابی ریسک در زمینه هوانوردی از عوامل کمک کننده در کاهش حوادث و هزینه های جانی و مالی است. امروزه بیشتر سازمان ها به اهمیت فزاینده مدیریت ریسک پی برده اند، اما متاسفانه با وجود این مسئله، در زمینه تحلیل خطر و ریسک های موجود در زمینه هوانوردی تاکنون مطالعات بخصوصی در این زمینه صورت نگرفته است. از طرفی، آموزش مناسب به کارآموزان آموزش خلبانی، بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان در هواپیما، افزایش آگاهی های اساتید خلبان و دیگر عوامل در کاهش خسارات بسیار می توان موثر باشد. هر ساله تعدادی از افراد جهت آموزش مهارت های خلبانی وارد دانشگاه ها و سازمان های هوایی می شوند که برای حفظ جان آن ها در هنگام تعلیم باید تدابیری صورت پذیرد. در این مقاله شناسایی، مستندسازی و رتبه بندی انواع ریسک های موجود در آموزش خلبانی و در حین پرواز صورت گرفته است تا بدین وسیله بتوان با ارائه راهکاری مناسب، از هر نوع خطر در هنگام آموزش جلوگیری کرد. این مطالعه، از روش آنالیز ایمنی شغلی برای شناسایی و ارزیابی ریسک های موجود یا بالقوه در آموزش خلبانی استفاده کرده و با استفاده از تکنیک پرسشنامه، خطرهای شناسایی شده را رتبه بندی می کند. تجزیه و تحلیل مدل ارزیابی ریسک نشان داد که، هر کدام از کارآموزان در پرواز و اساتید در آموزش یکسری نقاط ضعف دارند که باید برطرف شود که در پایان، راهکارهایی برای مقابله با این ریسک ها و کاهش آن ها ارائه می گردد تا سازمان های مرتبط با پیاده سازی این روش ارزیابی ریسک، حوادث و خطرات موجود را کاهش دهند.

    کلیدواژگان: تحلیل ریسک، هوانوردی، آنالیز ایمنی شغلی، آموزش خلبانی، پرسشنامه
|
  • Hassan Haghighi, Seyyed Hossein Sadati*, Jalal Karimi, Seyyed Mohammad Mehdi Dehghan Pages 1-12

    Unmanned aerial vehicles (UAVs) are well-suited to a wide range of mission scenarios, such as search and rescue, border patrol, and military surveillance. The complex and distributed nature of these missions often requires teams of UAVs to work together. Despite the complexity of the environment and patrol procedures, thepersistent surveillance is a one of an important problem in aerial patrol which can be simplified with basic patterns. The main object is minimizing the maximum revisit time in specified path. In this article, the single and multi-agent aerial search and patrol patterns are described and revisit time equation is driven for known UAV with real model and several situations. The impact of changing speed and the number of agents on the efficiency of persistent surveillance has been evaluated and compared with another patrolling pattern. As results of this paper, the basic search methods are distributed to an arbitrary number of the agent in several patterns. The revisit time function as a dependent parameter can be calculated from agent’s number as an independent parameter also in fixed value of revisit time, the optimal number of UAVs can be obtained due to specified search area. The results show that in the high-speed situation, increase the number of UAVs in the particular area, little performance improvement occurs in minimizing of maximum revisit time. A velocity and UAV number domain can be determined whereas the maximum revisit time always is minimal.

    Keywords: Persistent Surveillance, Aerial patrolling, Muti-UAV patrolling, Revisit Time, Border Patrolling, Multi-agent Search
  • Omid Omidi Hemmat, Mohamadtaghi Sabet, Saeed M. Hoseini* Pages 13-24

    n this paper, an alignment algorithm is proposed based on using the outputs of inertial measurement unit (IMU). Accurate initialization of attitude angles containing the azimuth angle is an important step to increase the accuracy of inertial navigation system output of a moving vehicle. Two step alignment algorithm including course and fine calculation is proposed in this paper which derives the Euler attitude angles including azimuth of vehicle with accuracy of a few arc minutes. First a course alignment is performed based on the components of gravity acceleration and angular velocity of the earth in body coordinate which are measured by inertial measurement unit sensors. Then the fine alignment is performed by constructing an error model of navigation system and estimation of the attitude angles error using a Kalman filter. The observations which are feed to the Kalman filter are the velocity components of vehicle in navigation frame and the eastern angular velocity component of the earth which are zero. To evaluate the accuracy of the proposed alignment algorithm, the IMU is mounted on a 3DOF table which can be aligned with 5 arc second precision as reference attitude. Then the alignment algorithm is executed in several azimuths. The results show the acceptable accuracy of azimuth angle.

    Keywords: Inertial alignment, Azimuth angle, Equipping, aiming, Kalman filter
  • S. M. M. Dehghan*, A. Parsa, A. Ahangarani Farahani, E. Ghezelbash Pages 25-35

    In this paper, a functional model, which is identified based on flight test data sets, is used to improve the performance of guidance loop of a commercial quadrotor equipped with a low-cost autopilot and navigation system. For this purpose, relationships between horizontal velocities and the quadrotor attitudes around the horizontal axes and relationships between three quadrotor attitudes with the correspondent commands sent to the autopilot are identified independently. The first model describes the relation between rotation around the axes of the quadrotor with declared commands in the autopilot system and the other describes the relation between horizontal velocities with the angle around the longitudinal and latitudinal axes of the quadrotor. According to the experimental test results, a first order transfer function has enough accuracy to describe the rotation around the vertical axis with related commands. Also, the description of the relation between the horizontal velocities and the autopilot commands has suitable accuracy using two consequent first order transfer functions; one model between the applied commands and changes of roll and pitch angles, and the other between roll and pitch angles and the horizontal velocities. Due to the linear time invariant characteristics of the system, the least square estimator is used to estimate unknown parameters of the models. To evaluate the identified models, the performance of the path tracking using a PID controller as the outer controller is investigated. The results of the indoor tests show significant improvements in path tracking that confirms enough accuracy of the identified models.

    Keywords: Quadrotor, Parrot, System identification, Flight data set, Least square method, Path tracking
  • Hassan Mahjub Eshratabadi Pages 36-48

    The purpose of this study was to identify the factors affecting the competency of pilot’sinstructors of atShahid Sattari Air University. For this purpose, after reviewing the background, the theoretical framework of the research was formulated and then modified by interviewing key experts.The researcher then designed a questionnaire whose validity and reliability were confirmed by statistical techniques and methodology. Then, the questionnaire was distributed among pilot instructors of Shahid Sattari Air University and 68 questionnaires were returned. 61 of them had the necessary requirements for entering the software and formed the basis of research analyses. First-order factor analysis showed that all observed variables had a good load factor on their variable and, according to PLS indices, these observed variables can measure their corresponding latent variables. Also, the results of second-order factor analysis showed that all of the first latent variables had an appropriate factor load and had a significant effect on their second latent variables. In other words, all the components have enough load factorsto predict their own variables and can predict the competency of pilot’sinstructors at Shahid Sattari Air University and are considered as its underlying factors

    Keywords: Competency, pilot’sinstructors, faculty members, Faculty of Flight, Shahid Sattari Air University
  • Ali Reza Pourmoayed*, Keramat Malekzadeh Fard, Morteza Shahravi Pages 49-61

    In this research, behavior of a cylindrical sandwich panel with the flexible core in different boundary conditions, under the influence of follower force are studied. For this purpose, using the theory of the first-order shear deformation, and the principle of Hamilton, the governing equations have been extracted and by using generalized differential quadrature method (GDQM)are solved. The obtained results indicate that by considering simplicity of present method compared to the other methods in the analysis of stability problems of the cylindrical sandwich panel, the present results have the acceptable accuracy.Also, the results review show that the flutter phenomenon occurs in the free and clamp boundary conditions and for other boundary conditions only the divergence phenomenon or static buckling occurs.Another significant result is that increasing the number of composite layers, makes the flutter phenomenon in the cylindrical sandwich panel with the flexible core occurs later

    Keywords: Flutter, Follower force, cylindrical sandwich panel, Generalized differential quadrature method, Dynamic stability
  • Milad Darzi Ramandi*, Alireza Roudbari Pages 62-76

    Aviation risk assessment and analysis is one of the contributing factors in reducing accident and human and unhuman expenses. Todays, most organizations have recognized but despite this problem in the aviation Training university, there is no specific study in this field. On the other hand, proper training to pilot training student, improving safety and reliability of the aircraft, increasing awareness of pilot professors and other factors in reducing damage can be very effective. Every year, a number of students register in university and aeronautical organizations to learn pilot skills that should be some safety acts to preserve their lives during education. In this paper, identification, documentation and rating of all kinds of risks in pilot training have been made to this end;it is possible to prevent any kind of risk during training by providing a suitable approach. This study uses the Job Safety Analysis to identify and assess the existing or potential risks in pilot training and uses the questionnaire technique to rank the identified risks. The analysis of the risk assessment model showed that each student and Professors have weaknesses that need to be addressed which, in the end, will provide solutions to address these risks and reduce them so thatorganizations associated with The implementation of this method reduces the risk, incidents and risks of existing ones.

    Keywords: Risk Analysis, Aircraft Industry, Job Safety Analysis, Pilot Training, Questionnair