شبيه سازي و تعيين پارامترهاي موثر بر عملكرد جاذب گازي روغني در ارابه فرود هواپيما

كارشناسي ارشد

ارابه فرود زيرسيستمي از يك وسيله پرنده است كه به آن امكان نشست، برخاست و حركت بر روي زمين را مي‌دهد. ضربه‌گير تأثيرگذارترين عضو در عملكرد ارابه فرود است. ضربه‌گير گازي-روغني، هم نقش فنر و هم مستهلك‌كننده‌ي انرژي را دارد. رفتار سيالات (گاز و روغن) و جريان آن‌ها در داخل ضربه‌گير، تعيين‌كننده‌ي پاسخ ضربه‌گير به تحريكات مختلف است. پيش‌بيني رفتار ارابه فرود و جريان داخل ضربه‌گير مي‌تواند در مراحل طراحي، بهينه‌سازي و بررسي عملكرد آن، از هزينه‌ي آزمايش‌هاي تجربي (مانند رهايش) بكاهد. مدل‌هاي سنتي ارابه فرود، توانايي پيش‌بيني رفتار سيالات ضربه‌گير را ندارند. در اين پايان‌نامه مدلي جديد از حل تركيبي معادلات حركت ارابه فرود با تحليل عددي جريان داخلي ضربه‌گير ارائه شده است. اين روش تركيبي، مزيت‌هاي مدل‌سازي سنتي در بررسي عملكرد ارابه فرود را با دقت حاصل از تحليل عددي جريان در كنار هم قرار مي‌دهد. تحليل عددي جريان، به ‌صورت دوفازي، با يك فاز تراكم‌پذير و در شرايط آشفته انجام گرفته است. مدل VOF براي توصيف ارتباط دو فاز، مدل k-ε براي مدل‌سازي آشفتگي و معادله حالت ردليچ-كنگ-سو براي توصيف تراكم‌پذيري گاز استفاده شده است. حركت پيستون با روش مش متحرك شبيه‌سازي شده است. مدل‌سازي آزمون رهايش ارابه تا انتهاي اولين كورس ضربه‌گير، نشان از تأثير 80 درصدي ضربه‌گير در كاهش شتاب وارده به بدنه دارد. در طول فرآيند توان پلي‌تروپيك گاز تابعيتي درجه 4 از كورس دارد. ضريب تخليه‌ي اوريفيس پس از توسعه‌ي كامل جريان به ميزان حدي خود مي‌رسد. ميزان حدي براي اوريفيس لبه‌گرد 88/0 و براي اوريفيس لبه‌تيز 71/0 است. رفتار ضريب تخليه‌ي اوريفيس لبه‌تيز، قبل از رسيدن به ميزان حدي خود در جريان آشفته متفاوت است. نحوه‌ي اختلاط گاز و روغن و تغييرات دمايي گاز در طول كورس، از افزايش 50 درجه‌اي دماي حباب‌هاي بزرگ گاز در اثر تراكم خبر مي‌دهد؛ اما حباب‌هاي كوچك با روغن هم‌دما مي‌شوند. با بررسي رشد لايه‌مرزي روي سطح اوريفيس به وجود آمدن حباب جدايش مشخص مي‌گردد. حباب جدايش 20 درصد از مقطع عبور جريان از اوريفيس را مسدود مي‌كند. ديناميك حركت ارابه فرود با تغيير در پارامترهاي حجم اوليه‌ي روغن، فشار داخلي اوليه، لزجت روغن و هندسه‌ي لبه اوريفيس بر عملكرد ارابه فرود بررسي شده است.

190015

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر شهرام درخشان

مهندسي هوافضا - آئروديناميك

دكتر بيژن محمدي