تحليل ناپايداري فلاتر يك بال مرفينگ در جهت تغيير طول دهانه تحت تاثير پارامترهاي مختلف

Flutter instability analysis of an aircraft morphing wing in spanwise direction affected by various parameters

هدف از تحقيق حاضر، تحليل پايداري فلاتر بال مرفينگ هواپيما و بررسي آثار ناشي از تغيير طول در جهت دهانه است. وجود يك عضو مرفينگ به منظور تغيير دهانه بال هواپيما، باعث تغيير طول دهانه بال و در نتيجه باعث بر هم زدن معادلات سازه و آيروديناميكي و وابستگي آن‌ها به مكان و زمان تغيير طول مي‌شود. جهت تشكيل و حل معادلات حاكم، از مدل‌ سازه‌اي تير اويلر برنولي و مدل آيروديناميك ناپاياي پيترز استفاده مي‌شود. از جنبه‌هاي نوآوري اين مقاله، تحليل و بررسي آثار همزمان پارامترهايي همچون محل قرارگيري موتور، نيروي موتور و زاويه پس‌گرايي بر پايداري آيروالاستيك بال مرفينگ است. بررسي پايداري با استفاده از معادلات خطي و بر اساس تحليل مقدار ويژه سيستم صورت گرفته و ارزيابي و دقت نتايج به دست آمده، از طريق مقايسه با نتايج موجود در پيشينه تحقيقات مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهند كه هم‌زمان با افزايش طول بال، وجود موتور يا يك زاويه پس‌گرايي كوچك باعث كاهش سرعت فلاتر شده و پديده فلاتر را بحراني‌تر مي‌كنند. همچنين سرعت باز شدن بال مرفينگ اثر مثبت بر عملكرد آيروالاستيك داشته و هر چه بال مرفينگ سريعتر باز شود، سرعت فلاتر بيشتر خواهد بود.

In this paper, the flutter instability of a morphing wing with change in its length is investigated. Presence of a morphing part in the wing makes a difference in the whole aeroelastic equations. In this regrad, Euler-Bernoulli beam model is considered to simulate the structural behavior of the wing and the well-known Peters unsteady aerodynamic model is utilized to compute the aerodynamic loads. The obtained partial differential aeroelastic equations are translated to the ODE ones using Galerkin’s method. Then, the eigenvalue approach is conducted to study the flutter instability of the aeroelastic system. The novelty of this work is to study the simultaneous effects of some parameters such as engine locations, thrust, sweep angles on the flutter instability of the morphing wing. The obtained results are compared with those available in the literature, and a good agreement is observed.