مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

توسعه کدی به منظور انتخاب بهینه سیستم پیشرانش توربوشارژ شده برای وسایل پرنده بدون سرنشین

نویسندگان
1 استادیار / دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 دانشجوی دکتری/ دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
در این مقاله، برنامه ای برای معرفی بهترین و مناسب ترین سیستم پیشرانش شامل ترکیبی از یک موتور احتراق داخلی به همراه تعدادی توربوشارژر، تهیه و کدنویسی شده است. به دلیل اینکه با افزایش ارتفاع پروازی، موتور احتراق داخلی دچار افت توان خواهد شد، نیاز است به منظور جبران این افت توان، که ناشی از کاهش فشار هوا با افزایش ارتفاع می باشد، از یک یا چند عدد توربوشارژر استفاده نمود. بدین منظور در کد تهیه شده، با توجه به ارتفاع پروازی و توان موردنظر وسیله ی پرنده، مجموعه ی توربوشارژرهای مناسب به همراه تعداد خنک کننده های مورد نیاز، برای پرواز در ارتفاع موردنظر، معرفی می گردند. این مجموعه توربوشارژر، می تواند شامل یک تا سه عدد توربوشارژر شود که برای جبران افت فشار ناشی از افزایش ارتفاع، به یک موتور احتراق داخلی متصل می گردند. بنابراین، تعداد و مشخصات توربوشارژها و خنک کننده های مورد نیاز برای بهترین عملکرد سیستم پیشرانش، بستگی به ارتفاع و توان پروازی موردنظر کاربر دارد. به عبارتی، ورودی کد تهیه شده، ارتفاع پروازی و توان مورد نیاز وسیله پرنده، و خروجی آن تعداد خنک کننده های میانی و توربوشارژرهای مورد نیاز به همراه مشخصات عملکردی آن ها و ذکر نام دقیق این توربوشارژرها برای بهترین عملکرد مجموعه پیشرانش می باشد. قابل ذکر است که در صورت عدم دسترسی به توربوشارژرهای معرفی شده توسط برنامه، می توان از توربوشارژرهایی با مشخصات عملکردی مشابه با خروجی کد، استفاده نمود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A C-programming code for selecting the optimum turbocharged propulsion system for UAV’s

نویسندگان English

Mohsen Agha Seyed Mirzabozorg 1
Saeid Kheradmand 1
Ali Roueini 2
1 Assistant Professor, Malek Ashtar University of Technology
2 PHD student, Malek Ashtar University of Technology, Iran
چکیده English

In this paper, a C-programming code is produced to introduce the best propulsion system including an internal combustion engine combined with turbochargers. Because the power of internal combustion engine will reduce as the altitude increasing, it is required to use one or more turbochargers in order to compensate the loss of power which is caused by reduced ambient air pressure. For this purpose, a code is written that will be able to introduce the best turbochargers combination including intercoolers, according to the target power and the desired altitude of the UAV flight. In other words, input required parameters of the code is the target power of the engine and desired altitude of flight and output of the code is number and characteristics of the turbochargers with their exact manufacturing company names and also the number of intercoolers required for best performance of propulsion system. It should be noted that, if the turbochargers that is chosen by the program are not available, user can select of the similar turbochargers with similar characteristics without any significant difference in performance of the propulsion system.

کلیدواژه‌ها English

Internal combustion engine
Turbocharger
Intercooler
UAV
High flight altitude
D. J. Bents, T. Mockler, J. Maldonado, Jr. Harp, L. James, J. F. King, P. C. Schmitz, Propulsion system for very high altitude subsonic unmanned aircraft, NASA Lewis Research Center, Report No. TM 1998-206636, 1998.
D. J. Bents, T. Mockler, J. Maldonado, Propulsion selection for 85kft remotely piloted atmospheric science aircraft, NASA Lewis Research Center, Report No. TM-107302, 1996.
J. Harp, Turbocharger system development and propulsion system testing, Thermo-Mechanical Systems, Canoga Park CA, No. DSI-80-TRSC- 05-A, 1982.
K. Zinner, Supercharging of Internal Combustion Engines, pp. 53-58, USA, Springer-Verlag, 1978.
N. Watson, M. S. Janota, Turbocharging the Internal Combustion Engine, pp. 366-369, USA, Macmillan Press,Wiley, 1983.
J. D. Mattingly, Elements of Gas Turbine Propulsion, pp. 465-469, New York, McGraw-Hill, 1996.
H. R. Tabatabaei, M. Boroomand, M. Taiebi, Comparing between 1D & 3D flow analysis in the on-engine small turbocharger experimentally and numerically, Modares Mechanical Engineering, Vol. 11, No. 4, pp. 75-85, 2011. (in Persian فارسی )
S. Darici, E. Canli, S. Dogan M. Ozgoren, Determination of heat transfer rate & pressure drop performance of an intercooler for heavy duty engines, International Journal of Arts and Sciences, Vol. 5, No. 7, pp. 43-57, 2012
Garrett Turbo Catalog, Volume 5, Garrett Honeywell Turbo Technologies Company, USA, 2013
M. Muqeem, Turbocharging with air conditioner assisted intercooler, Journal of Mechanical and Civil Engineering, Vol. 2, No. 3, pp. 38-44, 2012.
P. Shan, Y. Zhou, D. Zhu, Mathematical model of two-stage turbocharging gasoline engine propeller propulsion system and analysis of its flying characteristic, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 137, No. 5, pp. 051201-11, 2015.
H. Tonskotter, D. Scheithauer, The Strato 2C propulsion system - A new compound engine and control concept for high altitude flying, Advisory Group of Aerospace Research and Develompent (AGARD), Seattle, September 25–29, Paper No. 6, 1995.