مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی سرعت فلاتر و تاثیر لایه چینی بال کامپوزیتی با دو موتور متصل

نویسندگان
سعید محرمی 1
سعید ایرانی 2
شاهرخ شمس 3
محمدرضا فلاح 4
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، سازه های هوایی، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
2 هیئت علمی/ دانشکده هوافضا دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
3 هیئت علمی دانشگاه تهران
4 دانشجوی دکتری، سازه های هوایی، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
چکیده
در این مقاله سرعت فلاتر بال کامپوزیتی با دو موتور متصل مورد بررسی قرار گرفته است. بال مورد نظر به صورت یک تیر یک سر گیردار و دارای دو درجه آزادی و همچنین به همراه دو نیروی پشران تعقیب کننده و جرم موتورها مدل سازی شده است. برای مدل سازی آیرودینامیک از تئوری واگنر استفاده شده و معادلات حاکم بر حرکت بال با استفاده از روابط لاگرانژ و با در نظر گرفتن مودهای فرضی بدست آمده است. سرعت فلاتر خطی نیز با استفاده از روش مقدار ویژه محاسبه شده است. برای صحت سنجی کار انجام شده ابتدا بال کامپوزیتی بدون موتور و سپس با در نظر گرفتن دو موتور با نتایج پیشین مقایسه شده است که همخوانی خوبی بین نتایج مشاهده گردیده است. بال کامپوزیتی هم بصورت تک لایه و هم بصورت چند لایه مورد تحلیل قرا گرفته و تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل تغییر اندازه نیروی پیشران وجرم موتورها و همچنین موقعیت قرارگیری موتورها و افزایش تعداد لایه‌های کامپوزیت بررسی شده است و نتایج حاصل نشان می‌دهد با افزایش جرم و نیروی پیشران موتورها و همچنین با افزایش فاصله طولی موتور از ریشه بال، سرعت فلاتر کاهش می‌یابد و با نزدیک شدن موتورها به لبه حمله سرعت فلاتر افزایش یافته است.
کلیدواژه‌ها
ناپایداری
فلاتر
بال
کامپوزیت

عنوان مقاله English

The flutter speed and effect of laminate layers of composite wing carrying two powered engines

نویسندگان English

saied moharami 1
Saied Irani 2
Shahrokh Shams 3
MohammadReza Fallah 4
1 student of Aerospace Engineering, K. N . University of Technology, Tehran, Iran.
3 Department of new sciences and technologis
4 student of Aerospace Engineering, K. N . University of Technology, Tehran, Iran
چکیده English

In this article, the Flutter speed of a composite wing carrying two power engines is analyzed. The wing is modeled as a beam with two degrees of freedom, which is a cantilever, with two thrust as a follower force and mass of the engines. Wagner theory has been used for aerodynamic model and using the assumed mode, the wing dynamic equations of the motion has been achieved by Lagrange equations. Linear flutter speed according to the eigenvalues of the motion equations was calculated. In order to valid the results of present work, at first composite wing assumed without engines and then wing modeled with two engines that results are compared with published results and good agreement has been observed. Composite wing has been analyzed as one layer and also laminate layers, and effect of variables such as follower force, engines mass, position of engines and number of layers has been investigated and the results show that with increase in mass and force of engines and also with increases distance between engine and wing root, flutter speed decreases and with decrease distance between engines and leading edge, flutter speed increases.

کلیدواژه‌ها English

Instability
Flutter
Wing
Composite
[1] R. Bisplinghoff, H. Ashley, Principles of Aeroelasticity, Vol. 25, pp. 235- 258, John Wiley&Sons, 1962.
[2] M. Goland, The flutter of a uniform cantilever wing, Journal of Applied Mechanics-Transactions of the Asme, Vol. 12, No. 4, pp. A197-A208, 1945.
[3] M. Goland, Y. Luke, The flutter of a uniform wing with tip weights, Journal of Applied Mechanics, Vol. 15, No. 1, pp. 13-20, 1948.
[4] F. H. Gern, L. Librescu, Static and dynamic aeroelasticity of advanced aircraft wings carrying external stores, AIAA Journal, Vol. 36, No. 7, pp. 1121-1129, 1998.
[5] F. H. Gern, L. Librescu, Effects of externally mounted stores on aeroelasticity of advanced swept cantilevered aircraft wings, Aerospace Science and Technology, Vol. 2, No. 5, pp. 321-333, 1998.
[6] D. H. Hodges, M. J. Patil, S. Chae, Effect of Thrust on Bending-Torsion Flutter of Wings, Journal of Aircraft, Vol. 39, No. 2, pp. 371-376, 2002.
[7] Z. Qin, L. Librescu, Aeroelastic instability of aircraft wings modelled as anisotropic composite thin-walled beams in incompressible flow, Journal of Fluids and Structures, Vol. 18, No. 1, pp. 43-61, 2003.
[8] S. Shams, M. H. Sadr Lahidjani, H. Haddadpour, Nonlinear aeroelastic response of slender wings based on Wagner function, Thin-Walled Structures, Vol. 46, No. 11, pp. 1192-1203, 2008.
[9] S. A. Fazelzadeh, A. Mazidi, H. Kalantari, Bending-torsional flutter of wings with an attached mass subjected to a follower force, Journal of Sound and Vibration, Vol. 323, No. 1, pp. 148-162, 2009.
[10] S. A. Fazelzadeh, P. Marzocca, E. Rashidi, A. Mazidi, Effects of rolling maneuver on divergence and flutter of aircraft wing store, Journal of Aircraft, Vol. 47, No. 1, pp. 64-70, 2010.
[11] A. Mazidi, S. A. Fazelzadeh, Flutter of a swept aircraft wing with a powered engine, Journal of Aerospace Engineering, Vol. 23, No. 4, pp. 243-250, 2010.
[12] A. Mazidi, S. A. Fazelzadeh, P. Marzocca, Flutter of aircraft wings carrying a powered engine under roll maneuver, Journal of Aircraft, Vol. 48, No. 3, pp. 874-883, 2011.
[13] M. R. Amoozgar, S. Irani, G. A. Vio, Aeroelastic instability of a composite wing with a powered-engine, Journal of Fluids and Structures, Vol. 36, pp. 70-82, 2013.
[14] A. Mazidi, S. A. Fazelzadeh, Aeroelastic modeling and flutter prediction of swept wings carrying twin powered engines, Journal of Aerospace Engineering, Vol. 26, No. 3, pp. 586-593, 2013.
[15] B. K. Hadi, I. Permana, The design of a high aspect ratio HALE aircraft composite wing, Part II: Buckling and flutter speed analysis, Journal of Mechanical Engineering, Vol. 12, No. 2, pp. 14-25, 2015.
[16] Y. Lyubomirov, B. Yartsev, Classical flutter anisotropic composite wing, In Mechanics-Seventh Polyakhov's Reading, International Conference on 2015, IEEE, pp. 1-4, 2015.
[17] M. R. Fallah, M. Farrokh, S. Irani, The effect of laminate layers and follower force on optimum flutter speed of composite wing, Modares Mechanical Engineering, Vol. 16, No. 6, pp. 226-236, 2016(In Persianفارسی .(
[18] H. Pourshamsi, A. Mazidi, S. A. Fazelzadeh, Flutter analysis of an aircraft wing carrying elastically, an external store, Modares Mechanical Engineering, Vol. 15, No. 1, pp. 49-58, 2014. (In Persianفارسی (
[19] A. Ali, M. Hamed, The effect of laminated layers on the flutter speed of composite wing, Journal of Engineering, Vol. 18, No. 8, pp. 924-934, 2012.
[20] M. J. Patil, D. H. Hodges, C. E. S. Cesnik, Nonlinear aeroelastic analysis of complete aircraft in subsonic flow, Journal of Aircraft, Vol. 37, No. 5, pp. 753-760, 2000.
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 18، شماره 2
اردیبهشت 1397
صفحه 314-322