مجله دفاع هوافضایی

چکیده مقدمه: ساختارهای سلولی زیست ‌الهام‌گرفته و هندسه‌های آگزتیک به دلیل قابلیت بالای جذب انرژی و ویژگی‌های مطلوب تغییر شکل، توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌اند. با وجود مطالعات متعدد درباره ساختارهای آگزتیک، زیست‌ الهام و پرشده با فوم، تأثیر همزمان آرایش شعاعی الهام‌گرفته از گل آفتابگردان، هندسه ری ‌اینترانت و پرشدگی فومی بر رفتار مکانیکی و عملکرد جذب انرژی این ساختارها تاکنون به‌ طور جامع بررسی نشده است.
روش: در این پژوهش، رفتار مکانیکی ساختارهای مشبک زیست ‌الهام‌گرفته تحت بارگذاری فشاری شبه ‌استاتیک به‌ صورت تجربی بررسی شدند. هندسه‌های مورد مطالعه شامل ساختار لانه‌زنبوری متداول، ساختار الهام‌گرفته از گل آفتابگردان و ساختار هیبریدی گل آفتابگردان-ری‌اینترنت بودند. نمونه‌ها با استفاده از فناوری چاپ سه‌ بعدی و از جنس پلی‌لاکتیک اسید (PLA) ساخته شدند و در دو حالت توخالی و پرشده با فوم پلی‌اورتان مورد آزمون قرار گرفتند.
یافته ­ها: نتایج نشان داد که هندسه سلولی نقش مهمی در مکانیزم کمانش، پایداری تغییر شکل و ظرفیت جذب انرژی دارد. ساختار ترکیبی گل آفتابگردان-ری‌اینترنت به دلیل رفتار آگزتیک و آرایش شعاعی-مارپیچی خود، نسبت به ساختار لانه‌زنبوری متداول، توزیع تنش یکنواخت‌تر و فروریزش تدریجی‌تری را ایجاد کرد. همچنین، افزودن فوم پلی‌اورتان موجب افزایش سفتی اولیه، تأخیر در شروع کمانش و بهبود رفتار فروریزش تدریجی شد. نتایج تجربی نشان داد که ساختار پیشنهادی در مقایسه با لانه‌زنبوری متداول، افزایش ۱۱۲ درصدی جذب انرژی، بهبود ۶ درصدی جذب انرژی ویژه و افزایش ۳ درصدی بازده نیروی لهیدگی را فراهم می‌کند.
نتیجه ­گیری: تلفیق هندسه الهام‌گرفته از گل آفتابگردان، پیکربندی آگزتیک و پرشدگی با فوم پلی‌اورتان، موجب بهبود چشمگیر عملکرد جذب انرژی و پایداری تغییر شکل سازه‌های سلولی می‌شود. این ساختار می‌تواند به ‌عنوان گزینه‌ای مناسب برای کاربرد در جاذب‌های انرژی صنایع هوافضا، خودروسازی و پنل‌های ساندویچی مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده طراحی وسایل نقلیه حمل‌ونقل هوایی شهری به دلیل ماهیت چندرشته‌ای و پیچیدگی‌های فنی، با چالش‌های فراوانی در فاز مفهومی و یکپارچه‌سازی زیرسیستم‌ها مواجه است. این پژوهش به‌منظور رفع این چالش، یک چارچوب طراحی سیستمی مبتنی بر مدل V را برای یک تاکسی هوایی بال‌ثابت ارائه می‌دهد. نوآوری اصلی این رویکرد در ایجاد یک فرآیند توسعه ساختاریافته است که از طریق اعتبارسنجی و صحه‌گذاری مداوم در هر مرحله، ردیابی کامل نیازمندی‌ها را تضمین کرده و ریسک عدم تطابق محصول نهایی با الزامات اولیه را تا ۴۰ درصد کاهش می‌دهد. این مدل با یک روش طراحی سنتی مقایسه شد؛ در روش سنتی، رشته‌های مهندسی نظیر آیرودینامیک و پیشرانش به صورت متوالی و با یکپارچگی محدود بهینه‌سازی می‌شوند. این رویکرد غیریکپارچه اغلب به دلیل نادیده گرفتن تقابل‌های کلیدی میان‌رشته‌ای، منجر به عملکردی پایین‌تر از حد بهینه در سطح کلان سامانه می‌گردد. نتایج عددی این مقایسه نشان می‌دهد که طراحی مبتنی بر مدل V به مداومت پروازی ۸۹ دقیقه (۵۶٪ بهبود)، برد ۹۵ کیلومتر (۵۵.۴٪ بهبود) و کاهش ۳۵.۶ درصدی در توان مصرفی کروز دست یافته است. علاوه بر این، این رویکرد منجر به کاهش ۸.۰ درصدی در وزن نهایی و صرفه‌جویی ۲۵.۹ درصدی در هزینه‌های ساخت گردید. این یافته‌ها اثربخشی مدل V را به عنوان یک چارچوب قدرتمند برای توسعه بهینه و قابل‌اتکای سامانه‌های هوایی پیچیده اثبات می‌کند.

چکیده عملکرد موتورهای هواپیمای تنفس طبیعی با افزایش ارتفاع به دلیل کاهش فشار و چگالی هوا به طور قابل توجهی افت می‌کند که بر توان، گشتاور، فشار درون سیلندر و دمای احتراق تأثیر می‌گذارد. این مطالعه یک تحلیل تطبیقی از نسخه‌های کاربراتوری (Rotax 912 ULS) و انژکتور سوخت (Rotax 912iS) موتور روتکس ۹۱۲ را با استفاده از شبیه‌سازی‌های GT-SUITE در ارتفاعات تا ۹,۱۵۰ متر ارائه می‌دهد. نتایج نشان می‌دهد که موتور کاربراتوری به دلیل ترکیب ثابت سوخت و هوا، در ارتفاعات بالا تا ۸۰٪ کاهش توان را تجربه می‌کند، در حالی که موتور انژکتور سوخت با تنظیم پویا و لحظه‌ای میزان سوخت، عملکرد پایدارتری را حفظ می‌کند. همچنین سیستم انژکتور سوخت (EFI) فشار درون سیلندر و پایداری احتراق را در شرایط کمبود اکسیژن بهتر حفظ می‌کند. اگرچه انژکتور سوخت کاهش عملکرد را مؤثرتر از کاربراتور کاهش می‌دهد، هر دو پیکربندی در ارتفاعات بالا افت قابل توجهی را نشان می‌دهند که محدودیت‌های ذاتی موتورهای تنفس طبیعی را برجسته می‌کند. این یافته‌ها بر اهمیت روش‌های پیشرفته جبران ارتفاع - مانند توربوشارژر یا نقشه‌برداری بهینه انژکتور سوخت (EFI) - برای افزایش قابلیت اطمینان و کارایی در عملیات پروازی در ارتفاعات بالا تأکید می‌کند.

چکیده طراحان موتور هواگردها از دیرباز درصدد کاهش وزن و افزایش کارایی موتور بوده‌اند. یکی از روش‌‎های غیر فعال در جلوگیری از جدایش جریان، کنترل لایه مرزی، افزایش نسبت فشار و کاهش وزن توربین و کمپرسور، استفاده از تاندم می‌باشد. تاندم با افزایش زاویه چرخش جریان و افزایش نسبت فشار کمپرسور باعث بهبود عملکرد آن می‌گردد. در این مطالعه هندسه کمپرسور تاندم از مدل طراحی شده در مرکز تحقیقات لویس ناسا استخراج و شبکه‌ای با کیفیت بالا بر آن اعمال گردید. در مطالعه حاضر هم روتور و هم استاتور دارای تاندم می‌باشد. نرم‌افزار بکار رفته در این مطالعه CFX 2021 بوده که با مدل توربولانس κ-ω SST مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. در مطالعه حاضر تفاوت میان کمپرسور عادی و تاندم بررسی شده و در نهایت مشاهده گردید که بازده طبقه و روتور کمپرسور عادی بهتر از کمپرسور تاندم می‌باشد. همچنین مشاهده شده که طبقه کمپرسور در دور نامی تاندم باعث افزایش 3% نسبت فشار شده است و این مقدار در روتور مقدار 5/1% می‌باشد. در ادامه این نتیجه بدست آمد که در طبقه کمپرسور، تاندم باعث افزایش 3% نسبت فشار شده است. سپس این نتیجه حاصل شد که پارامتر زاویه حمله پره تاندم بیشتر از پره عادی می‌باشد. نتایج حاصله نشان داد که تاندم باعث افزایش 7/7% پارامتر زاویه حمله می‌گردد. علاوه بر این مشاهده شد که تاندم میزان فاکتور پخش را در روتور 5% و در استاتور 8% افزایش می‌دهد.

چکیده یکی از روش‌های نوین خنک‌کاری دیواره محفظه احتراق استفاده از جریان گردابه‌ای دو جهته در محفظه احتراق می‌باشد. افزایش پایداری احتراق، کاهش دمای دیواره محفظه احتراق، کاهش افت‌ها، افزایش کارآیی و یکنواخت بودن احتراق از خصوصیات موتور گردابه‌ای می‌باشد. همچنین حجم شعله در موتور گردابه‌ای در شرایط مشابه از حجم شعله در موتورهای محوری معمول بیشتر است و با وجود شعله بزرگ‌تر در موتور گردابه‌ای، به علت وجود جریان گردابه‌ای سرد خارجی، دمای دیواره محفظه احتراق از دمای دیواره موتور محوری پایین‌تر است. در این مقاله با شبیه‌سازی و حل عددی محفظه احتراق یک موتور گردابه‎ای خاص در شرایط تک فاز گازی با سوخت هیدروژن و اکسیدکننده اکسیژن و با فرض جریان غیرقابل تراکم و صرف‌نظر از اثر نازل، میدان جریان در داخل محفظه احتراق بررسی ‌شده است. بررسی خطوط جریان نشان‌دهنده‌ی یک گردابه اجباری در مرکز هسته و یک گردابه آزاد در اطراف هسته است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد گام خطوط جریان در نزدیکی سقف، بسیار کوچک و شدت چرخش جریان زیاد است و باعث به حداکثر رسیدن میزان اختلاط سوخت و اکسیدکننده می‌گردد. شعله در محاصره گردابه خارجی است. در محفظه شبیه سازی شده با افزایش فاصله از لبه پله به سمت سقف، اختلاط واحتراق افزایش یافته و به تبع آن افزایش دمای دیواره را خوهیم داشت. همچنین با حرکت از دیواره‌ها به سمت مرکز محفظه احتراق فشار کاهش می‌یابد.

چکیده در این مقاله، یک الگوریتم تخمین موقعیت روتور بر اساس رؤیتگر مد لغزشی (SMO) و حلقه قفل فاز (PLL) برای کنترل موتور سنکرون آهنربا دائم (PMSM) در میکروکنترلر STM32L431RCT6 ارائه شده است. در مقایسه با رؤیتگر SMO متداول، رؤیتگر مبتنی بر SMO و PLL پیشنهادی دارای دو مزیت کاهش پدیده نامطلوب لرزش و بهبود دقت تخمین موقعیت روتور می‌باشد. در این تحقیق، یک سیستم کنترل بدون حسگر هیبریدی برای درایو موتور PMSM با استفاده از روش راه‌اندازی I-f و یک انتقال نرم به کنترل برداری حلقه‌بسته بدون حسگر با SMO و PLL، طراحی گردیده است. برای پیاده‌سازی کنترل‌برداری میدان، حلقه قفل شونده فاز، رؤیتگر مد لغزشی، کنترل‌کننده‌های تناسبی-انتگرالی، مدولاسیون پهنای پالس بردار فضایی و تبدیلات مختصات، از زبان برنامه‌نویسی C استفاده شده و با استفاده از میکروکنترلرهای 32 بیتی خانواده STM32 پیاده‌سازی شده است. در ادامه، نتایج آزمایشگاهی ارائه شده عملکرد مطلوب رؤیتگر پیشنهادی را به خوبی نشان می‌دهد.

چکیده در مطالعه حاضر، پاشش سوخت و رفتار هیدرودینامیک افشانه سوخت، تحت پدیده کاویتاسیون داخل مجرای انژکتور در محفظه احتراق موتور دیزل به‌وسیله نرم‌افزار AVL-Fire به‌صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه‌سازی افشانه شامل پدیده جریان دوفازی بوده و نیازمند حل عددی معادلات بقا برای فاز گاز و مایع به‌صورت همزمان می‌باشد. جریان کاویتاسیونی داخل نازل با استفاده از روش دوسیالی اویلر-اویلری شبیه‌سازی شده است. در این روش، سوخت مایع و بخار آن به‌صورت دو فاز پیوسته در نظر گرفته می‌شود و معادلات حاکم برای هر فاز به‌صورت جداگانه حل می‌شود. توسعه و فروپاشی افشانه با استفاده از روش اویلری-لاگرانژی شبیه‌سازی می‌شود. در این روش، گاز درون محفظه احتراق در مختصات اویلری و قطرات سوخت در مختصات لاگرانژی در نظر گرفته می‌شود. در شبیه‌سازی‌های انجام‌گرفته برای فشار تزریق دو مقدار 60 و 100 مگاپاسکال و فشار محفظه برابر 2 مگاپاسکال در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که برای هر دو فشار تزریق، پدیده کاویتاسیون ایجاد می‌شود، هرچند پدیده کاویتاسیون فقط برای فشار تزریق 100 مگاپاسکال تا انتهای خروجی نازل ادامه می‌یابد. بنابراین فشار تزریق بالا، باعث افزایش سرعت سوخت در اریفیس انژکتور شده و باعث به وجود آمدن پدیده کاویتاسیون می‌شود. در فشارهای بالا کاویتاسیون سریع رشد می‌کند، درنتیجه باعث اتمیزاسیون بهتر شده و قطر متوسط ذرات کاهش می‌یابد.