مطالعه تجربی اثرات زمین بر روی مشخصه‌های آیرودینامیکی مدل هواپیمای بال مثلثی

Abstract

در این پژوهش نتایج آزمون استاتیکی یک مدل هواپیمای بال مثلثی 60 درجه تحت اثر زمین در تونل باد کم سرعت ملی ارائه می‌گردد. تونل باد مذکور از نوع مدار بسته و دارای مقطع آزمون باز به ابعاد 2/2 متر در 8/2 متر می‌باشد. کیفیت جریان در فرآیند کالیبراسیون مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار شدت اغتشاشات جریان مقطع آزمون در مرکز مقطع حدود 13/0 درصد می‌باشد. عدد رینولدز آزمون‌ها فراتر از 5/1 میلیون می‌باشد که دستیابی به این عدد رینولدز در سرعت‌های پایین در نوع خود در کشور منحصر بفرد است. اثرات زمین با استفاده از یک صفحه ثابت با ارتفاع قابل تغییر اندازه‌گیری شده است. آزمون‌ها در فواصل مختلف از زمین جهت اندازه‌گیری نیروها و گشتاورهای آیرودینامیکی با استفاده از بالانس شش مولفه کرنش‌سنجی انجام گرفتند. نتایج بدست آمده نشان دادند که ضریب برآی حداکثر به خاطر حضور زمین از مقدار 29/1 به مقدار 38/1 افزایش یافته است. ضریب برآ در کلیه زوایای حمله با حضور زمین افزایش یافته و ضریب پسای القایی کاهش یافته است و در نتیجه ضریب کیفیت آیرودینامیکی کل (نسبت برآ به پسا) از مقدار 8 تا مقدار 5/14 افزایش یافته است. زمانی که فاصله مدل تا صفحه زمین کمتر از نصف طول بال باشد، شیب منحنی برآ با نرخ بالایی از مقدار 66/2 بر رادیان تا مقدار 11/3 بر رادیان افزایش می‌یابد. با کاهش این فاصله مرکز آیرودینامیکی کل به سمت عقب منتقل می‌گردد. در نتیجه حضور زمین باعث افزایش پایداری استاتیکی طولی شده است.