Μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας δέσμης αέρα που προσκρούει σε αεροτομή
Μια από τις πιο υποσχόμενες διαδικασίες δημιουργίας ανύψωσης σε κινητήρες τζετ, είναι το USB (Upper Surface Blowing) ή αλλιώς εκφύσηση σε άνω μέρος πτερύγωσης. Στην Διαδικασία αυτή, το στόμιο απο το οποίο εξέρχεται το ρευστό, τοποθετείται στο άνω μέρος της εκάστοτε πτερύγωσης και η ροή ακολουθεί την...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14625 |
| id |
nemertes-10889-14625 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Κινητήρες τζετ Πτερύγια Eppler422 USB CoandaEffect Jet |
| spellingShingle |
Κινητήρες τζετ Πτερύγια Eppler422 USB CoandaEffect Jet Βασιλείου, Σπυρίδων Μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας δέσμης αέρα που προσκρούει σε αεροτομή |
| description |
Μια από τις πιο υποσχόμενες διαδικασίες δημιουργίας ανύψωσης σε κινητήρες τζετ, είναι το USB (Upper Surface Blowing) ή αλλιώς εκφύσηση σε άνω μέρος πτερύγωσης. Στην Διαδικασία αυτή, το στόμιο απο το οποίο εξέρχεται το ρευστό, τοποθετείται στο άνω μέρος της εκάστοτε πτερύγωσης και η ροή ακολουθεί την πορεία του πτερυγίου, επιτρέποντάς μας να εφαρμόζουμε το φαινόμενο Coanda για την σκιαγράφηση-σχεδιασμό των διαφόρων διανυσμάτων που προκύπτουν. Το φαινόμενο Coanda σε συνδυασμό με το αξίωμα-θεώρημα των Kutta-Jukowski, σηματοδοτούν την έναρξη της έρευνας μιας ελάχιστα διαδεδομένης μεθόδου δημιουργίας lift, η οποία όμως καταφέρνει να μας προσφέρει συντελεστές ανύψωσης της τάξης 8-9. Επιπλέον, η μέθοδος USB περιορίζει τα μέγιστα και τον θόρυβο των αεροχημάτων, εφόσον ο κινητήρας θα τοποθετηθεί στο ανώτερο μέρος του αεροσκάφους και θα παρεμβάλλεται η πτερύγωση μεταξύ κινητήρα-εδάφους. Δυστυχώς, η μέθοδος αυτή, βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό επίπεδο, επειδή η δημιουργία πτερυγίων, καθώς και διατομών εκφύσησης θα πρέπει
να γίνεται πειραματικά, αφού υπάρχουν αρκετές παράμετροι που θα επηρεάζουν την απόδοσή μας. Η δημιουργία πτερύγωσης, θα πρέπει να γίνει με τρόπο συγκεκριμένο, για την κάθε ανάγκη πτήσης-εργασίας που θα έχει ο χρήστης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν πτερυγώσεις τύπου NACA, όπως κάναμε και στην παρούσα εργασία, αλλά θα πρέπει να υπάρξει μια βάση καταγραφής
δεδομένων, ώστε να προκύψει μια κλασσική μεθοδολογία σχεδιασμού αεροσκάφους-συστήματος πτήσης USB! Προς το παρόν, λόγω της μη πρακτικότητας της μεθόδου, σχεδιάζουμε τις διάφορες πτερυγώσεις μας σε σχεδιαστικά προγράμματα τύπου ANSYS και ακολουθούμε μεθοδολογία απλή,
επιλέγοντας σταθερές συνθήκες περιβάλλοντος αλλά και σχεδιαστικές ( π.χ. ατμοσφαιρική πίεση, σταθερή ταχύτητα εκφύσησης, σταθερές και συγκεκριμένες διαστάσεις-αναλογίες πτερυγίων, συγκεκριμένα μοντέλα ροής, ksst κλπ.). Το βασικό μειωνέκτημα της μεθόδου αυτής, είναι πως πρακτικά, σε υψηλά υψόμετρα και μειούμενης της πίεσης, θα πρέπει να εκμεταλλευόμαστε αποκλειστικά σχεδόν τον στροβιλλισμό, γεγονός που επαληθεύει-ενθαρρύνει την χρησιμοποίηση
συμβατικών μεθόδων ανύψωσης. Επιπλέον, η εκφύσηση δεν είναι επάνω από όλη την επιφάνεια πτερυγίου, οπότε έχουμε άνιση κατανομή δυνάμεων. Για όλα αυτά λοιπόν θα προτείνουμε μια λύση και θα χρηστιμοποιήσουμε τον σχεδιασμό σε 2D για να μπορέσουμε να γενικεύσουμε την λύση μας. Στην εργασία μας, θα κάνουμε ανάλυση σε πτερύγιο συγκεκριμένων διαστάσεων ( μήκος 30 εκατοστά ) και πλάτος εκφύσησης το 1/10 του μήκους. |
| author2 |
Vassileiou, Spiridon |
| author_facet |
Vassileiou, Spiridon Βασιλείου, Σπυρίδων |
| author |
Βασιλείου, Σπυρίδων |
| author_sort |
Βασιλείου, Σπυρίδων |
| title |
Μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας δέσμης αέρα που προσκρούει σε αεροτομή |
| title_short |
Μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας δέσμης αέρα που προσκρούει σε αεροτομή |
| title_full |
Μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας δέσμης αέρα που προσκρούει σε αεροτομή |
| title_fullStr |
Μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας δέσμης αέρα που προσκρούει σε αεροτομή |
| title_full_unstemmed |
Μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας δέσμης αέρα που προσκρούει σε αεροτομή |
| title_sort |
μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας δέσμης αέρα που προσκρούει σε αεροτομή |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14625 |
| work_keys_str_mv |
AT basileiouspyridōn meletētēsepidrasēstēstachytētasdesmēsaerapouproskroueiseaerotomē AT basileiouspyridōn studyontheeffectofthevelocityofanairjetimpingingonanairfoil |
| _version_ |
1771297173953052672 |
| spelling |
nemertes-10889-146252022-09-05T06:58:25Z Μελέτη της επίδρασης της ταχύτητας δέσμης αέρα που προσκρούει σε αεροτομή Study on the effect of the velocity of an air jet impinging on an airfoil Βασιλείου, Σπυρίδων Vassileiou, Spiridon Κινητήρες τζετ Πτερύγια Eppler422 USB CoandaEffect Jet Μια από τις πιο υποσχόμενες διαδικασίες δημιουργίας ανύψωσης σε κινητήρες τζετ, είναι το USB (Upper Surface Blowing) ή αλλιώς εκφύσηση σε άνω μέρος πτερύγωσης. Στην Διαδικασία αυτή, το στόμιο απο το οποίο εξέρχεται το ρευστό, τοποθετείται στο άνω μέρος της εκάστοτε πτερύγωσης και η ροή ακολουθεί την πορεία του πτερυγίου, επιτρέποντάς μας να εφαρμόζουμε το φαινόμενο Coanda για την σκιαγράφηση-σχεδιασμό των διαφόρων διανυσμάτων που προκύπτουν. Το φαινόμενο Coanda σε συνδυασμό με το αξίωμα-θεώρημα των Kutta-Jukowski, σηματοδοτούν την έναρξη της έρευνας μιας ελάχιστα διαδεδομένης μεθόδου δημιουργίας lift, η οποία όμως καταφέρνει να μας προσφέρει συντελεστές ανύψωσης της τάξης 8-9. Επιπλέον, η μέθοδος USB περιορίζει τα μέγιστα και τον θόρυβο των αεροχημάτων, εφόσον ο κινητήρας θα τοποθετηθεί στο ανώτερο μέρος του αεροσκάφους και θα παρεμβάλλεται η πτερύγωση μεταξύ κινητήρα-εδάφους. Δυστυχώς, η μέθοδος αυτή, βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό επίπεδο, επειδή η δημιουργία πτερυγίων, καθώς και διατομών εκφύσησης θα πρέπει να γίνεται πειραματικά, αφού υπάρχουν αρκετές παράμετροι που θα επηρεάζουν την απόδοσή μας. Η δημιουργία πτερύγωσης, θα πρέπει να γίνει με τρόπο συγκεκριμένο, για την κάθε ανάγκη πτήσης-εργασίας που θα έχει ο χρήστης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν πτερυγώσεις τύπου NACA, όπως κάναμε και στην παρούσα εργασία, αλλά θα πρέπει να υπάρξει μια βάση καταγραφής δεδομένων, ώστε να προκύψει μια κλασσική μεθοδολογία σχεδιασμού αεροσκάφους-συστήματος πτήσης USB! Προς το παρόν, λόγω της μη πρακτικότητας της μεθόδου, σχεδιάζουμε τις διάφορες πτερυγώσεις μας σε σχεδιαστικά προγράμματα τύπου ANSYS και ακολουθούμε μεθοδολογία απλή, επιλέγοντας σταθερές συνθήκες περιβάλλοντος αλλά και σχεδιαστικές ( π.χ. ατμοσφαιρική πίεση, σταθερή ταχύτητα εκφύσησης, σταθερές και συγκεκριμένες διαστάσεις-αναλογίες πτερυγίων, συγκεκριμένα μοντέλα ροής, ksst κλπ.). Το βασικό μειωνέκτημα της μεθόδου αυτής, είναι πως πρακτικά, σε υψηλά υψόμετρα και μειούμενης της πίεσης, θα πρέπει να εκμεταλλευόμαστε αποκλειστικά σχεδόν τον στροβιλλισμό, γεγονός που επαληθεύει-ενθαρρύνει την χρησιμοποίηση συμβατικών μεθόδων ανύψωσης. Επιπλέον, η εκφύσηση δεν είναι επάνω από όλη την επιφάνεια πτερυγίου, οπότε έχουμε άνιση κατανομή δυνάμεων. Για όλα αυτά λοιπόν θα προτείνουμε μια λύση και θα χρηστιμοποιήσουμε τον σχεδιασμό σε 2D για να μπορέσουμε να γενικεύσουμε την λύση μας. Στην εργασία μας, θα κάνουμε ανάλυση σε πτερύγιο συγκεκριμένων διαστάσεων ( μήκος 30 εκατοστά ) και πλάτος εκφύσησης το 1/10 του μήκους. One of the most promising procedures for creating lift forces from jet engines is USB (Upper Surface Blowing). In this Process, the orifice from which the fluid exits is placed at the top of the wing and the flow follows the course of the flap, allowing us to apply the Coanda effect in order to design the various vectors that result from the procedure. The Coanda effect, combined with Kutta-Jukowski's axiom-theorem, marks the beginning of research into a less common method of creating a lift, which however manages to provide us with lift coefficients of 8-9. In addition, the USB method reduces the noise pollution of the aircraft, since the engine will be placed on the upper part of the aircraft and the wing is between the ground and the latter. Unfortunately, the USB method is still experimental, because the creation of flaps, as well as the jet exhaust can only be done experimentally, since there are several parameters that affect our performance. The creation of each flap should be done in a specific way, in order to fulfill each task that needed be done. NACA type flutters can be used for our experiments, but in order to save time and effort we must create a database to produce a standard USB flight-aircraft design methodology! For now, due to the impracticality of not having a standard design method, we build our various wings in design programs (ANSYS) and follow a simple methodology, choosing stable environmental and design conditions (i.e. atmospheric pressure, constant jet velocity, fixed and specific dimensions- fin ratios, specific flow models, ksst, etc.). The main disadvantage of our method is that in reality, at high altitudes and under reduced pressure, we should take advantage almost exclusively of the vortexes that are created, which encourages the use of conventional lifting methods and not USB. Last but not least, the jet output is not above the entire wing surface, so we have an uneven distribution of forces. Taking into consideration all the above, we will propose a solution and we will use our design in 2D and then we will generalize our solution. In our work, we will analyze a flap of specific dimensions (length 30 cm) and bulge width 1/10 of the length. 2021-03-08T12:40:51Z 2021-03-08T12:40:51Z 2021-03-04 http://hdl.handle.net/10889/14625 gr application/pdf application/pdf |
