روش‌های بهینه‌سازی وزن گیربکس اصلی هلیکوپتر آگوستا

Abstract

امروزه یکی از مقوله‌های مهم در علوم مهندسی، بهینه‌سازی طرح‌های جدید به‌منظور رقابت در عرصه‌ی بازار صنعتی می‌باشد. در صنایع هوافضا، وزن و عمر قطعات از معیارهای بسیار مهم طراحی می‌باشند. به‌عنوان مثال، مسئله بهینه‌سازی وزن گیربکس اصلی هلیکوپترها، توأم با عملکرد و عمر خستگی قابل قبول آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، پارامترهای طراحی گیربکس اصلی هلیکوپتر آگوستا، با استفاده از سه روش مختلف بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیکی (GA)، اجتماع ذرات (PSO) و جستجوی گرانشی (GSA) تعیین شده‌اند. تابع هدف مسئله، جرم چرخدنده‌ها با قیود مختلف مبتنی بر محدودیت‌های هندسی می‌باشد. ضرایب اطمینان خستگی نیز مطابق روابط آگما (AGMA) در نظر گرفته شده‌اند. متغیرهای طراحی موجود شامل عرض چرخدنده‌ها به‌عنوان پارامتری پیوسته و مدول عمودی آنها به‌عنوان پارامتری گسسته می‌باشند. هرچند مقایسه‌ی نتایج بهینه‌سازی، حاکی از موفقیت هر سه روش در کمینه‌سازی حدود 23 تا 27 درصدی وزن گیربکس نسبت به‌طرح صنعتی موجود هستند اما الگوریتم جستجوی گرانشی نه‌تنها بهترین جواب بهینه از نظر وزن را به‌دست می‌دهد، بلکه بیشترین سرعت همگرایی را نیز داشته است.