تحلیل دینامیکی هواپیمای انعطاف‌پذیر در اغتشاشات جوی

Abstract

انعطاف‌پذیری سازه هواپیما باعث بروز مسایل و مشکلات متعددی می‌گردد که این مشکلات بعضآ می‌توانند سلامت و ایمنی پرواز هواپیما را به مخاطره اندازند. این پدیده باعث تغییر در پاسخ دینامیکی هواپیما به سطوح کنترل و اغتشاشات جوی می‌گردد. همچنین این امر اثرات نامطلوبی در کنترل‌پذیری هواپیما توسط خلبان، و خوشدستی آن به همراه دارد. لذا بررسی اثرات انعطاف‌پذیری سازه روی پاسخ‌های پروازی هواپیما از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است که این امر مستلزم یکپارچه‌سازی معادلات حرکت و ارتعاشی هواپیما می باشد. دینامیک هواپیمای پهن‌پیکر با زیرسازه‌های بلند و انعطاف‌پذیر بر مبنای یک مدل شش درجه آزادی که ترکیب دو درجه آزادی صلب و چهار درجه آزادی انعطاف‌پذیر است، توسعه داده شده است. برای توصیف برهمکنش سیال با سازه از مدل آیرودینامیک شبه‌پایا استفاده شده است. توسعه مودهای انعطاف‌پذیر در مدل حاضر نسبت به مدل‌های قبلی موجود، با توجه به ساختار پیکربندی هواپیمای مورد نظر، موجب افزایش دقت و اعتبار پیش‌بینی رفتار دینامیکی، بویژه در شرایط پروازی خاص، از جمله پاسخ به تندبادهای گسسته شده است. ماهیت این دسته از تحریک‌های خارجی به گونه‌ای است که طیف گسترده‌تری از مودهای الاستیک تحریک شده و سهم انرژی کرنشی ناشی از انعطاف‌پذیری در دینامیک عمومی هواپیما افزایش می‌یابد. در شبیه‌سازی‌های انجام شده تاثیر عوامل مختلف از جمله پروفیل و طول موج تندباد برروی رفتار دینامیکی بررسی شده است.