ترجمه فارسی مقاله بهینه سازی بال برای یک وسیله نقلیه هوایی میکرو با ملخ تراکتور

چکیده

This paper describes an investigation of the possible benefits from wing optimisation in improving the performance of Micro Air Vehicles (MAVs). As an example we study the Avion (3.64 kg mass, 1.60 m span), being designed at the CSIR National Aerospace Laboratories (NAL), Bengaluru. The optimisation is first carried out using the methodology described by Rakshith \emph{et al.} (using an in\textendash house software PROWING), developed for large transport aircraft, with certain modifications to adapt the code to the special features of the MAV. The chief among such features is the use of low Reynolds number aerofoils with significantly different aerodynamic characteristics on a small MAV. These characteristics are taken from test data when available, and/or estimated by the XFOIL code of Drela. A total of 8 optimisation cases are studied for the purpose, leading to 6 different options for new wing planforms (and associated twist distributions along the wing span) with an improved performance. It is found that the improvements in drag coefficient using the PROWING code are about 5%. However, by allowing the operating lift coefficient $C_L$ to float within a specified range, drag bucket characteristics of the Eppler E423 aerofoil used on Avion can be exploited to improve the endurance, which is a major performance parameter for Avion. Thus, compared to the control wing $W_0$ (with operating point at $C_L$ =0.7) used in the preliminary design, permitting a variation of $C_L$ over a range of $\pm$ 10% is shown to enhance the endurance of wing $W_4$ by 18.6%, and of wing $W_{6}$ with a permitted $C_L$ range of $\pm$ 50% by 39.2%. Apart from the philosophy of seeking optimal operating conditions for a given configuration, the advantages of optimising design parameters such as washout of a simple wing proposed in the preliminary design stage, is also demonstrated.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

در این مقاله بررسی مزایای احتمالی از بهینه سازی بال در بهبود عملکرد وسایل نقلیه میکرو هوایی (MAVS) شرح داده شده است.به عنوان نمونه ، ما Avion (3.64 کیلوگرم جرم ، طول 1.60 متر) را مطالعه می کنیم ، که در آزمایشگاه های ملی هوافضا CSIR (NAL) ، بنگالورو طراحی شده است.بهینه سازی برای اولین بار با استفاده از روش توصیف شده توسط Rakshith \ Imph {و همکاران (با استفاده از نرم افزار \ textendash house prowing) ، که برای هواپیماهای بزرگ حمل و نقل تهیه شده است ، با اصلاحات خاص برای تطبیق کد با ویژگی های خاص MAV انجام می شود.بشرمهمترین این ویژگی ها استفاده از آئروفیل های کم رینولدز با ویژگی های آیرودینامیکی به طور قابل توجهی متفاوت در یک MAV کوچک است.این خصوصیات در صورت وجود از داده های آزمون گرفته می شود و/یا توسط کد XFOIL DRELA تخمین زده می شود.در مجموع 8 مورد بهینه سازی برای این منظور مورد مطالعه قرار گرفته است که منجر به 6 گزینه مختلف برای برنامه های جدید بال (و توزیع پیچش مرتبط در طول دهانه بال) با عملکرد بهبود یافته می شود.مشخص شده است که پیشرفت در ضریب درگ با استفاده از کد پیش بینی حدود 5 ٪ است.با این حال ، با اجازه دادن به ضریب آسانسور عملیاتی $ c_l $ برای شناور در یک محدوده مشخص ، ویژگی های سطل درگ Eppler E423 Aerofoil مورد استفاده در Avion می تواند برای بهبود استقامت استفاده شود ، که یک پارامتر اصلی عملکرد برای Avion است.بنابراین ، در مقایسه با کنترل بال $ w_0 $ (با نقطه عملیاتی در $ c_l = 0.7) که در طراحی اولیه استفاده می شود ، اجازه می دهد تغییر $ c_l $ در محدوده \ $ 10 $ $ افزایش یابد تا استقامت را افزایش دهداز بال $ W_4 $ 18.6 ٪ ، و از بال $ W_ {6} $ با محدوده مجاز C_L $ $ \ PM 50 $ 50 ٪ 39.2 ٪.جدا از فلسفه جستجوی شرایط عملیاتی بهینه برای پیکربندی معین ، مزایای بهینه سازی پارامترهای طراحی مانند شستشوی یک بال ساده که در مرحله طراحی اولیه ارائه شده است ، نیز نشان داده شده است.