.. 82
… 82
… 84
. 84
. 85
…. 92
… 94
…. 94
…. 97
… 100
… 102
…. 106
… 106
….. 108
… 109
پیوست    113
. 114
…. 124
…. 127
… 130

• اهداف و انگیزه ها ی پژوهشی

در مطالعه حاضر بدست آوردن بیشترین کارایی و بیشترین جهت دهی بردار نیروی پیشران با صرف کمترین انرژی هدف اول این تحقیق می باشد. بررسی پارامتر های موثر و کارآمد هندسی و پارامتر های جریان اولیه و ثانویه بر روی عملکرد نازل می تواند به شناخت هرچه دقیق تر این روش کمک کند. همچنین از اهداف دیگر این تحقیق انجام حل تحلیلی و اعتبار بخشیدن به نتایج شبیه سازی های عددی می 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  باشد.

• معرفی کنترل بردار نیروی پیشران و پیشرفت های این تکنولوژی

تکنولوژی جهت دهی بردار نیروی پیشران می تواند قابلیت مانور اجسام پرنده را از طریق کنترل کردن جریان خروجی از نازل و منحرف کردن آن از محور طولیش بهبود بخشد. علاوه بر این، این تکنولوژی مزایای زیادی را برای اجسام پرنده مدرن ارائه می دهد. نازل های جهت دهی بردار نیروی پیشران می توانند اجسام پرنده را در زوایای حمله بالا از ناحیه واماندگی کنترل کنند، در حالیکه در پروازهای آیرودینامیکی مرسوم این کارایی و توانایی از دست می رود [1]. از آنجایی که نازل های کنترل بردار پیشران ممکن است به طور موثر نیروها و یا گشتاورهای پیچ[4] و یاو[5] با پسای نسبتاً کم ایجاد کنند، ازاینرو این نازل ها می توانند تقویت شده و حتی احتمالاً جایگزین مناسبی برای کنترلر های آیرودینامیکی باشند [2]. در پروازهایی که به جای استفاده از نازل های سنتی از نازل های کنترل بردار پیشران استفاده شده است، می توان نیاز به استفاده از دم های عمودی و افقی را کاهش داد و یا حتی حذف کرد [1]. از مزایای جداسازی دم عقب جسم پرنده می توان به کم شدن وزن و حتی رادارگریزی آنها در مقایسه با مدل های مرسوم آنها اشاره کرد. علاوه بر این، هزینه های تعمیر و نگهداری مربوط به  دم جسم پرنده نیز کاهش می یابد. اجسام پرنده ایی که با اینگونه از نازل ها یکپارچه شده باشند می توانند در بدست آوردن نتایج مورد نظر از قبیل مانور، گشت زنی، صعود و نزول از نیروی پیشران کمتری استفاده کنند و از آنجا که نیاز به نیروی پیشران کمتر نتیجه شده است، این اجسام پرنده می توانند با دستیابی به گستره بیشتر پرواز سوخت کمتری مصرف کنند.
تکنولوژی جهت دهی بردار نیروی پیشران می تواند قابلیت ها و کارایی های عملگرها های مرسوم جسم پرنده را برای نشست و برخاست کوتاه تقویت کند [3]. اجسام پرنده با به کارگیری این نازل ها و موتورهای توربوفن می توانند بردار نیروی پیشران را حتی تا 90 درجه منحرف کرده و امکان نشست و برخاست عمودی را نیز فراهم آورد. با امکان نشست و برخاست در نواحی کوچک، اجسام پرنده می توانند در محیط های کوچکتر مانند ناوهای هواپیمابر و حتی فرودگاه های آسیب دیده عملکرد خوبی از خود نشان دهند [4]. تکنولوژی جهت دهی بردار نیروی پیشران به دلیل کارایی و عملکرد مفیدتر و موثر تر در اجسام پرنده جدید، تبدیل به یک تکنولوژی محبوب و امیدبخش شده است.

• محدودیت هایی از سیستم های کنترل سنتی

یک مسئله اساسی در مورد عملکرد هر جسم پرنده قابلیت مانور، توانایی برای ایجاد و تولید یک تغییر در خط سیر خود، وضعیت قرارگیری، سرعت و شتاب است. یک مانور واکنش هواپیما به یک کنترل ورودی توسط خلبان است و به صورت معمول با استفاده از سطوح کنترل آیرودینامیکی انجام می شود. این سطوح شامل قسمت های متحرک بال هواپیما  مانند ایلرن[6]، رادر[7] ، الویتور[8] و كانارد  [9]می باشند [5]. سطوح کنترل در قسمت های خاصی از جسم پرنده از جمله بال ها و دم واقع شده اند. انحراف این سطوح، شكل خارجی وسیله را در نقاط بحرانی سازه تغییر می دهند، و منجر به وجود آمدن یك تغییر  و عدم تعادل در نیروهای آیرودینامیكی اثركننده روی وسیله می شود و این عمل  منجر به یك چرخش حول مرگز گرانش می شود که به آن مانورمی گویند. اما این سیستم های کنترل آیرودینامیکی معمول توسط قیودی محدود شده اند، چراکه در شرایطی که نیروهای آیرودینامیکی کوچک هستند مانند ماند حرکت با سرعت پایین و یا در زوایای حمله بالا کنترل از دست می رود. به طور معمول یک هواپیما در هنگام مانور از انحراف سطوح کنترلی در جهت تصحیح شکل خارجی خود بهره میگیرد که به علت محدودیتهای آیرودینامیکی این انحراف برای یک هواپیمای مسافربری بسیار ناچیز و برای یک هواپیمای جنگنده تا ۸۰ % محدوده واماندگی آن است.
یک نیروی آیرودینامیکی برای یک سطح معین با مربع سرعت متناسب است. بنابراین، فقط بالاتر از یک آستانه مشخصی از سرعت، انحراف از یک سطح کنترل موثر خواهدشد. با توجه به زاویه حمله، نیروهای آیرودینامیکی با زیاد شدن این زاویه فقط تا یک مقدار ماکزیمم افزایش پیدا می کنند، و سپس با فراتر رفتن زاویه حمله از مقدار ماکزیمم باعث جدایش جریان و ظاهر شدن واماندگی آیرودینامیکی می شود. در این نقطه، نیروی آیرودینامیکی در نتیجه از دست رفتن راندمان سطوح کنترل به سرعت افت می کند و پایین می آید.