فهرست مطالب
نشریه فناوری در مهندسی هوافضا
سال پنجم شماره 2 (پیاپی 17، تابستان 1400)
- تاریخ انتشار: 1400/09/24
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 1-9پیشرفت های اخیر در زمینه فناوری و ساخت فضاپیماهای جدید، راه را برای مطالعه دقیق تر گیاهان در محیط واقعی فضا هموار نمود. مطالعه رشد، نمو و تکوین گیاهان در فضا از دهه 1950 توسط روس ها و آمریکایی ها آغاز شده است. در دهه 1970، اولین آزمایشات گیاهی در رابطه با اثرات طولانی مدت میکروگراویتی بر گیاهان در فضاپیمای اسکای لب ایالات متحده آمریکا و ایستگاه فضایی سالیوت روسیه انجام شد. اخیرا ناسا زیستگاه گیاهی پیشرفته را بر روی ایستگاه بین المللی فضایی نصب نموده است. سیستم تصویربرداری پیشرفته طیف، سیستم تحویل مواد مغذی مداری منفعل و تحقیقات بیولوژیک در جعبه های ویژه- واحد تثبیت پتری دیش از جمله فناوری ها نوین ناسا برای مطالعات گیاهی و پرورش گیاهان در فضا می باشند. بنابراین هدف از ماموریت های علمی اکتشافی در حوزه علوم گیاهی: 1. تحقیقات بنیادین به منظور گسترش مرزهای دانش در زمینه زیست شناسی گیاهی و 2. توسعه یک سیستم پشتیبان حیات پایدار مبتنی بر گیاهان است.کلیدواژگان: فضاپیما، گیاه، میکروگراویتی، ناسا، سیستم پشتیبان حیات
-
صفحات 11-18
با توجه به الزامات زیست محیطی در کاهش نویز هواپیما، استفاده از لاینرهای آکوستیکی در ورودی موتورهای توربوفن امری رایج و ضروری می باشد. این لاینرها در هندسه های مختلف طراحی می شوند. درک صحیح اثرات پارامترهای مختلف در طراحی این لاینرها بسیار ضروری می باشد. در این مقاله یکی از نمونه های رایج، لاینرهای حفره ای تاشو (به صورت L شکل) مورد بررسی قرار گرفته است. مزیت این هندسه کاهش فضای مورد نیاز برای به کارگیری لاینر ضمن حفظ عمق لاینر است. در مقاله حاضر از نرم افزار کامسول برای شبیه سازی عددی آکوستیک لاینر حفره ای تاشو در حالت دوبعدی استفاده شده و تاثیر ارتفاع سلول های لانه زنبوری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد افزایش ارتفاع سلول های لانه زنبوری در فرکانس های پایین (f <1700 Hz) موجب افزایش ضریب جذب صوت می شود، در حالی که در فرکانس های بالای Hz 1700 ضریب جذب کاهش می یابد و این کاهش در فرکانس های بالای Hz 3500 بسیار زیاد می شود. بر مبنای نتایج شبیه سازی برای هندسه کلی در نظر گرفته شده در تحقیق حاضر ارتفاع mm 20 برای ارتفاع سلول های لانه زنبوری مقدار مناسبی است. همچنین، نتایج عددی به دست آمده با نتایج تجربی و تحلیلی مقایسه شده است که حاکی از صحت و دقت خوب نتایج شبیه سازی می باشد. این بدین معنا است که شبیه سازی عددی دو بعدی لاینر آکوستیکی می تواند در فاز طراحی اولیه لاینرهای آکوستیکی و بررسی پارامتری مسیه های مشابه مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژگان: آکوستیک لاینر، صفحه سوراخ دار، ضریب جذب صوت، موتور توربوفن -
صفحات 19-27در این تحقیق عملکرد موتور توربوجت J85-GE21 با تحلیل اگزرژی اجزای تشکیل دهنده آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. با استفاده از روابط تعادل اگزرژی، عملکرد موتور توربوجت و اجزای آن برای بارگذاری های توانی مختلف در دو ارتفاع سطح دریا و 000,11 متری و در چندین سرعت پروازی بررسی شده است. بالاترین بازده اگزرژی در سطح دریا مربوط به کمپرسور با 72/96% بوده و پس از آن نازل و توربین به ترتیب با 70/93% و 31/92% قرار دارند. با کاهش سرعت هوای ورودی به موتور در هر ارتفاعی، بازده تمامی اجزاء موتور و بازده کلی کاهش یافت. کمترین بازده اگزرژی در سطح دریا مربوط به پس سوز با 81/54% و پس از آن محفظه احتراق با 42/80% بود. افزایش ارتفاع باعث کاهش 70% اتلاف اگزرژی موتور می شود. بازده کلی موتور با فرض ثابت بودن فشار هوا با افزایش درجه حرارت هوای ورودی به ازای هر یک درجه افزایش درجه حرارت، 45/0% کاهش می یابد.کلیدواژگان: تحلیل اگزرژی، موتور توربوجت، بازده اگزرژی، اتلاف اگزرژی، نرخ اگزرژی
-
صفحات 29-41
در این تحقیق سعی شده است تا با ارایه یک روش، مشکلات مربوط به بهینه سازی های چندهدفه مقید (پیاده سازی، زمان محاسبات و سادگی) تا حدودی برطرف شود. این روش که بر مبنای منطق فازی است یک مساله بهینه سازی چندهدفه مقید را به یک مساله بهینه سازی تک هدفه نامقید تبدیل می کند و به این شکل بسیاری از مشکلات ذکر شده برطرف می شود. جهت نشان دادن کارآیی روش، سه بهینه سازی طراحی یک هواپیمای بی سرنشین انجام شده است. هدف بهینه سازی اول، مقایسه عملکرد این روش با دو روش معروف بهینه سازی چندهدفه است. هدف از بهینه سازی های دوم و سوم نیز نشان دادن این قابلیت از روش پیشنهادی است که برحسب ضرورت طراح می تواند به شکل آگاهانه درجه اهمیت را روی توابع هدف و یا قیود تغییر دهد. نتایج بهینه سازی ها نشان می دهند که زمان محاسبات با استفاده از روش پیشنهادی کاهش یافته و همچنین با تغییر درجه اهمیت، دو طرح کاملا متفاوت به دست آمده است.
کلیدواژگان: بهینه سازی چندهدفه، بهینه سازی طراحی چندموضوعی، منطق فازی، الگوریتم ژنتیک، هواپیمای بی سرنشنین -
صفحات 43-56
پیشرانه های ژل به علت برخورداری از مزایای هر دو پیشرانه جامد و مایع آینده امید بخشی در کاربردهای هوافضایی دارند. پیشرانه های ژل پیشرانه های مایعی هستند که خواص ریولوژیکی آن ها با افزودن ژل کننده و برخی افزودنی ها تغییر می کند. خواص ریولوژیکی پیشرانه تاثیر زیادی بر فرآیند اتمیزاسیون آن دارد، بنابراین در این مقاله ضمن معرفی خواص ریولوژیکی پیشرانه ژل، به تاثیر خواص این پیشرانه بر اتمیزاسیون در انژکتور جریان پیچشی پرداخته شده و برخی نکات مهم جهت طراحی انژکتور جریان پیچشی، به منظور افزایش کیفیت اتمیزاسیون پیشرانه ژلی ارایه شده است. نتایج حاصل از بررسی ها نشان دادند که بالا بودن ویسکوزیته اولیه پیشرانه ژل نسبت به پیشرانه مایع مادر موجب افزایش ضریب تخلیه، اندازه قطر قطرات و طول شکست صفحات ژل و کاهش زاویه پاشش در انژکتور جریان پیچشی می شود و از نظر میزان اثرگذاری بر عملکرد سیستم پیشرانش ژل اندازه قطر قطرات از اهمیت بیشتری برخوردار است. همچنین، با توجه به خاصیت نازک شوندگی برشی پیشرانه ژل و امکان اتمیزاسیون پیشرانه ژل با انژکتور جریان پیچشی، به منظور بهبود اتمیزاسیون پیشرانه ژل، طراحی انژکتور جریان پیچشی باید به گونه ای باشد که نرخ برش بیشتری به پیشرانه ژل جهت کاهش ویسکوزیته اولیه آن اعمال کند.
کلیدواژگان: پیشرانه ژل، اتمیزاسیون، رئولوژی، نازک شوندگی برشی، تیکسوتروپیک، انژکتور جریان پیچشی -
صفحات 57-69
دانشمندان و محققین همواره با توسل به ایده های خلاقانه خود، سعی در بهینه سازی توسعه انواع مدهای حمل و نقل از جمله حمل و نقل هوایی دارند. یکی از این مصادیق، طراحی فرودگاه هایی با باند های دایره ای (بی انتها) می باشد که اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. برای این نوع باند نیازی به در نظر گرفتن مولفه های سرباد و باد عرضی برای جانمایی فرودگاه نیست. با استفاده از باند دایره ای ظرفیت و مدیریت ناوگان حمل ونقل هوایی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. همچنین، زمین کمتری برای احداث فرودگاه لازم است. علاوه براین، امکان پرواز و عملیات چند هواپیمای غول پیکر در یک زمان مشخص فراهم می شود که مزایای فراوانی در زمان اوج تقاضا و شرایط بحرانی به همراه دارد.
کلیدواژگان: باند بی انتها، هوانوردی، بادبرشی، کانتور صدا، نیروی گریز از مرکز
-
Pages 19-27In this research, the performance of the J85-GE21 turbojet engine by exergy analysis of engine components was evaluated. The performance of the engine and its components for different power loads, at S.L. and 11000 meters and several different speeds, was investigated by the equilibrium exergy and energy equations. The highest exergy efficiency at sea level was related to the compressor by 96.72%, and then the nozzle and turbine by 93.70% and 92.31%, respectively. By reducing the inlet air speed to the engine at any altitude, the efficiency of all engine components and overall efficiency decreased. The lowest exergy efficiency at sea level related to afterburner was 54.81%, and then the combustion chamber was 80.42%. Increasing the altitude reduces the exergy destruction of the engine by 70%. It was found that the overall efficiency of the turbojet engine was reduced by 0.45% due to increasing one air inlet engine temperature rise by assuming that the air pressure was constant.Keywords: Exergy analysis, turbojet engine, exergey efficiency, exergy losses, exergy rate
-
Pages 29-41
This research tries to propose a method to solve problems related to constrained multi-objective optimizations (implementation, computation time, and simplicity). This method, based on fuzzy logic, converts constrained multi-objective optimization problem into unconstrained single-objective optimization problems so many of the mentioned problems are solved. To demonstrate the efficiency of this method, three multidisciplinary design optimizations of an unmanned aerial vehicle have been performed. The aim of the first optimization is to compare the performance of the proposed method with two well-known methods of multi-objective optimizations. The purpose of the second and third optimizations is to show this capability of the proposed method that the designer, according to need, can consciously change the degree of importance on the objective functions or constraints. The results of the optimizations show that the computational time has been reduced, and two different optimal designs have been obtained by changing the degree of importance.
Keywords: Multi-Objective Optimization, Multidisciplinary design optimization, Fuzzy logic, Gentic algorithm, Unmanned Aerial Vehicle -
Pages 43-56
The Gelled propellants have a promising future for aerospace applications because of possessing the advantages of both solid and liquid propellants. A gel propellant is a liquid propellant whose rheological properties have changed by the addition of gellant and other additives. The rheological properties of the propellant have a significant influence on the atomization process. In this paper, the rheological properties of the gel propellant are introduced. Then, the effect of gel propellant properties on the atomization in the swirl injector has been investigated. Subsequently, some important points for designing a swirl injector that can influence enhancing the atomization quality of the gelled propellant are presented. The results of the studies revealed that higher initial viscosity of the gelled propellant compared with the mother liquid propellant cause increase in the discharge coefficient, the size of droplet diameter, and the breakup length of the gel sheet while causing a decrease of spray cone angle in the swirl injector compared with liquid propellant and in the point of view of influenced by the size of droplet diameter on the gel propulsion system. Considering the shear thinning effect of the gel propellant and ability to atomization of gelled propellant by swirl injector, to improve the quality of the atomization of gel propellant, the design of the swirl injector should be such that the shear rate applied on the gel propellant should be increased to conquer the initial viscosity of the gel.
Keywords: Gelled Propellant, atomization, Rheology, Shear Thinning, Thixotropic, Swirl injector -
Pages 57-69
Scientists and researchers are always trying to optimize and develop a variety of transportation modes, including air transportation, by using their creative ideas. In this regard, the design of airports with circular runways (i.e., Endless Runways) has recently received much attention. In these kinds of airports, there is no need to consider the headwind and cross-wind competence in order to locate the airport site. By using circular runways, the capacity and management of air transport could be significantly enhanced. Furthermore, the need for land to build the airport will be considerably reduced. In addition, the possibility of flight and operation for several large aircraft at a specific time interval can provide different advantages at peak traffic demand and critical conditions
Keywords: Endless runway, aviation, Crosswind Component, Sound Contour, Centrifugal force
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.