יום רביעי, 27 בינואר 2010

אי יציבות אווירואלסטית של כנפונים עם קשיחות לא ליניארית

דני לוין


הפקולטה להנדסת אוירונוטיקה וחלל, הטכניון
עבודת מחקר לקראת תואר מגיסטר
בהנחיית פרופסור מוטי קרפל

העבודה מציגה שיטה יעילה לסימולציה בזמן של מערכת אווירואלסטית עם אי-ליניאריות מבנית. השיטה מתבססת על משוואות אווירואלסטיות ליניאריות, כשהתרומה הלא ליניארית מוכנסת לסימולציה כמשוב של חוג בקרה. השיטה מיושמת עבור כנפונים מתכתיים מהסוג המצוי בדרך כלל בטילים. כנפונים כאלה רועדים כשהם במהירויות טיסה הגבוהות ממהירות הפרפור הליניארית המחושבת, אולם הרעידות אינן מתפתחות בדרך כלל לכדי שבר אלא מגיעות לאמפליטודה קבועה - Limit Cycle Oscillations (LCO). מודל מבנה הכנפון מורכב מאלמנטי פלטה מישוריים. האי-ליניאריות המבנית נובעת מהקשחת הפלטה עקב מתיחת המישור האמצעי כשהפלטה מתכופפת. משוואות הפלטה הלא ליניאריות של וון קרמן כוללים איברי עיבור לא ליניאריים המשקפים את התופעה. האיברים הלא ליניאריים של משוואות וון קרמן, בשילוב הפרדה בין תנועת גוף קשיח ועיוותים אלסטיים של כל אלמנט, שימשו לבניית המשובים הלא ליניאריים באופן המתאים לרעידות באמפליטודות גדולות.

לעומת עבודות קודמות שהתבססו על אינטגרציה בזמן של משוואות המבנה המלאות תחת כוחות אווירודינמיים מ-CFD, המודל שלנו מבוסס על משוואות תנועה ליניאריות בקואורדינאטות מודאליות, המתקבלות מתוכנות מדף. הכנסת האפקטים הלא ליניאריים למערכת דרך משובי בקרה מהווה שיטה מאוד גמישה ורובוסטית אשר מתאימה לכל מבנה כנפון. את השיטה ניתן לשלב בקלות בתהליך התכן של כלי הטיס. השיטה נבדקה עבור מבנה כנפון טרפזי המופיע בספרות עם ניסויי מנהרה וחישובים נומריים. התוצאות שהתקבלו בעבודה שלנו התאימו טוב יותר לתוצאות ניסויי מנהרה מאשר עבודות קודמות שעסקו בנושא. לבסוף נבדק כנפון אופייני של טיל, גם במקרה זה התקבלו התאמות טובות לניסויי מנהרה שבוצעו בתעשייה.

ההרצאה תתקיים ביום רביעי 10.02.10
שעה 16:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה

אין תגובות: