محاسبه ضرایب آیرودینامیکی هواپیما در مواجهه با مایکروبرست با استفاده از رویکرد بارگذاری چند نقطه ای

در سیستم حمل و نقل هوایی، مایکروبرست یک پدیده جوی خطرناک و تهدیدآمیز برای یک هواپیما در ارتفاع پایین به ویژه در مراحل نشست و برخاست محسوب می­ گردد. به منظور تحلیل دقیق عملکرد دینامیکی هواپیما در حین مواجهه با مایکروبرست لازم است اثرات باد متغیر علاوه بر مرکز جرم به سطوح بال و دم نیز اعمال گردد. بنابراین مدل بارگذاری چند نقطه ­ای مزیت قابل توجهی در مقایسه با مدل­ های آیرودینامیکی یکپارچه مورد استفاده در تحقیقات اخیر ارائه می ­دهد؛ زیرا امکان بارگذاری میدان باد مایکروبرست را در هر موقعیت از پیکره بندی بال و دم هواپیما فراهم می­ آورد. در این مدل یک بازنویسی در محاسبه نیروها و گشتاورهای آیرودینامیکی حاصل شده است که با انتگرال­گیری تابع بار متغیر مایکروبرست توزیع شده روی هر سطح هواپیما میسر می­ گردد. این الگوریتم به گونه­ای عمل می­ کند که با حل معادلات شش درجه آزادی هواپیما موجب به روز رسانی ضرایب آیرودینامیکی هواپیما حین نفوذ در قیچی­ باد می­ گردد. نتایج بدست آمده از مدل چند نقطه ­ای و مدل تک نقطه ­ای به منظور مقایسه­ در مجاورت یکدیگر قرار داده شده ­اند که تفاوت ­های شایانی در ضرایب آیرودینامیکی نیرویی و گشتاوری ارائه نمودند. با توجه به عدم امکان تست پرواز در میدان بادی خطرناک مایکروبرست به هدف استخراج داده ­های تجربی مناسب، اعتبارسنجی روش بارگذاری چند نقطه ­ای با بهره­ مندی از روش­ های عددی معتبر و نوین صورت می ­پذیرد. ابتدا تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی در زمان­ های معین طی پرواز و سپس مدل چهار نقطه­ ای اتکین به منظور ارزیابی عملکرد دینامیکی هواپیما برای این هدف به کار گرفته می­ شود. مطابق نتایج بدست آمده، اعتبارسنجی مدل چند نقطه ­ای با یک اختلاف قابل قبول مورد تایید واقع گردید.

کلیدواژه ها:

مایکروبرست ، قیچی باد ، مدل چند نقطه ای ، مدل تک نقطه ای ، دینامیک سیالات محاسباتی