مطالعه ی تجربی اثر انعطاف پذیری پیچشی بال یک بال زن در تولید نیروی پیشران

بهینه‌سازی بال‌زدن نیازمند مطالعه‌ی هم زمان اثرات انعطاف‌پذیری سازه‌ای و آیرودینامیکی است. در این مقاله سامانه‌ای برای تولید حرکت بال زدن بال، مشابه حرکت بال در پرواز پرندگان، به همراه چیدمانی آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده است. به کمک این ابزارها نیروهای ناپایای آیرودینامیکی، توان مصرفی لحظه‌ای و همچنین جابجایی زاویه‌ای بال در حرکت بال‌زدن توسط حسگرهایی با دقت کافی اندازه‌گیری شده است. سامانه‌ی داده‌برداری برای ذخیره‌ی اطلاعات با فرکانس داده‌برداری مناسب طراحی و برنامه‌ریزی شده است. عملکرد آیرودینامیکی بال‌زدن در شرایط بدون باد رو به جلو (پرواز ایستا) ارزیابی شده است. نیروی پیشران تولیدی در حرکت بال‌زدن برای فرکانس‌های بال زدن مختلف و بال‌های متفاوت با انعطاف‌پذیری پیچشی متفاوت اندازه‌گیری شده است. اثر میزان انعطاف‌پذیری پیچشی بال در حرکت بال زدن روی تولید نیروش پیشران و توان مصرفی در فرکانس‌های بال‌زدن مختلف نشان داده است. بال‌های با سختی پیچشی بالاتر علی‌رغم تولید نیروی پیشران بیشتر، توان بیشتری نیز مصرف می‌کنند. نسبت نیروی پیشران به توان مصرفی به عنوان معیار عملکرد، برای بال‌های مختلف مقایسه شده است. بال با سختی سازه‌ای بیشتر، حدود 20 درصد نیروی پیشران بیشتری تولید می‌کند ولی بال انعطاف‌پذیرتر، حدود 30 درصد راندمان را افزایش داده است. از نتایج حاصل شده، ترکیب بهینه‌ی بال برای استفاده در طراحی بال‌زدن به دست آمده است.

کلیدواژه ها:

بال‌زدن ، بال‌زدن بال ، بال انعطاف‌پذیر ، اندازه‌گیری نیروی ناپایا