طراحی، ساخت و کنترل یک مدل خودرو بادی ایرفویلی

Abstract

در این نوشتار طراحی و ساخت یک مدل خودرو بادی ایرفویلی به‌همراه روش کنترل حرکت آن ارائه شده است. این مدل براساس آنالیزها و نظریه‌های دقیق مهندسی، برای اولین بار در کشور ساخته شده است. نیروی محرک خودروهای بادی صرفاً از انرژی باد، که انرژی در دسترسی است، تأمین می‌شود. در برخی از خودروهای بادی به‌جای بادبان از ایرفویل صلب که فناوری جدیدتری است، استفاده می‌شود. اساس حرکت در این نوع خودروها استفاده از نیروی برآ و پسای ایجاد شده به‌واسطه‌ی وزش باد بر روی ایرفویل خودرو، و تبدیل این نیروها به نیروی جلوبرنده با استفاده از تنظیم مناسب جهت ایرفویل است. بدین طریق خودرو می‌تواند با کنترل صحیح، در جهتی متفاوت با جهت وزش باد، و حتی در خلاف جهت باد حرکت کند. خودرو طراحی‌شده یک مدل بدون سرنشین است و به‌منظور چرخش ایرفویل و چرخ جلو در هر جهت دلخواه از دو موتور الکتریکی بهره می‌برد. این دو موتور به‌وسیله‌ی پالس‌های رادیویی ایجادشده توسط یک کنترل‌کننده‌ی رادیویی چهارکاناله فرمان می‌پذیرند. محاسبات مربوط به طراحی این خودرو به‌عنوان اصول طراحی خودروهای بادی در مقیاس‌های مختلف، با سرنشین یا بدون سرنشین مورد استفاده قرار می‌گیرد. نتایج حاصل از آزمایش دینامیکی این خودرو نشان می‌دهد که بهترین نقطه برای شروع حرکت خودرو نقطه‌یی است که در آن باد طبیعی با زاویه‌ی ۹۰ درجه نسبت به محور طولی خودرو بوزد. همچنین در سرعت‌های باد حدود ۱۰ متر بر ثانیه سرعت خودرو بیشتر از ۱٫۷۵ سرعت باد می‌شود که در مقایسه با خودروهای مدل هم‌سایز، با بادبان غیر صلب، رکورد بسیار بالایی است.