شبیه سازی عملکرد موتورهای احتراق داخلی پرنده های بدون سرنشین کوچک

چکیده استفاده از پرنده های بدون سرنشین در کاربردهای مختلف از قبیل تصویربرداری از ارتفاع بالا، دیده بانی، سنجش محیطی، امداد و نجات و ... بطور روزافزونی رو به گسترش است. با توجه به نوع ماموریت های این دسته از پرنده ها پارامترهای اصلی در تعریف ماموریت آنها متمرکز بر بدست آوردن بیشینه برد یا مداومت پرواز با توجه به سطح وزن برخاست آنها است. یکی از مهمترین عوامل موثر بر این دو پارامتر نوع پیشرانه و کارایی آن می باشد . یکی از پرکاربردترین گونه های پرنده های بدون سرنشین، پرنده های بدون سرنشین تاکتیکی کوچک می باشند که در ارتفاع های کمتر از 10000 پا و بردهایی کمتر از 500 کیلومتر به انجام ماموریت می پردازند. استفاده از موتورهای هواپیماهای مدل تفریحی برای این دسته از پرنده ها رو به گسترش است. در پژوهش حاضر یک مدل ریاضی برای سیکل کارکرد موتورهای این دسته از پرنده ها شامل تمامی مراحل مکش، تراکم، احتراق و تخلیه ارائه شده است. مدل ریاضی فوق شبه ابعادی و ترمودینامیکی می باشد. فرایند احتراق بصورت دو ناحیه ای با حل معادلات تعادل شیمیایی بر اساس کمینه کردن انرژی آزاد هلمهولتز مدل شده است. اثرات انتقال حرارت با استفاده از اعداد بی بعد حاصل از یک مدل توربولانس جبری کی-اپسیلون مدل شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی عملکرد سیکل کارکرد یک موتور خاص با نتایج تجربی مقایسه گردیده اند و از همنوایی قابل قبولی برخوردار می باشند. همچنین پس از معتبرسازی نتایج، اثر پارامترهای مختلف از قبیل دور موتور، ارتفاع پروازی و نسبت سوخت به اکسید بر روی ویژگی های عملکردی موتور مورد بررسی قرار گرفته اند و نتایج مرتبط ارائه شده است. واژه های کلیدی: پرنده ی بدون سرنشین، موتور احتراق داخلی، شبیه سازی سیکل کارکرد، مدل دو ناحیه ای