بهینه‌سازی ایرفویل یک پهپاد ارتفاع متوسط با مداومت پروازی طولانی

مداومت پروازی طولانی برای یک پهپادی ارتفاعِ متوسط، زمانی حاصل می گردد که پیکربندی مناسب با بیشترین بازده آیرودینامیکی (نسبت نیروی برآ به نیروی پسا) برای آن در نظر گرفته شود. مقطع عرضی بال پهپاد (ایرفویل) وظیفه تولید نیروی برآ را بر عهده دارد و با بهینه سازی آن می توان به مداومت پروازی طولانی دست یافت. در این مقاله یک ایرفویل پرکاربرد در پهپادها (goe 493) به منظور پرواز در ارتفاعِ متوسط با تابع هدف نسبت نیروی برآ به پسا با الگوریتم الحاقی بهینه سازی شده است. برای شبیه سازی عددی جریان مغشوش بعد از بررسی مدل های آشفتگی مختلف و مقایسه نتایج حاصل از آن ها با نتایج تجربی، از مدل k-kl omega و روش حجم محدود به همراه الگوریتم کوپل شده استفاده شده است. نتایج حاصل برای ایرفویل بهینه شده نشان می دهد که بازده آیرودینامیکی در حالت کروز، 2 برابر نسبت به حالت اولیه افزایش یافته است و ایرفویل بهینه شده برای استفاده در پهپاد های ارتفاع متوسط با مداومت پروازی طولانی مناسب می باشد.

airfoil optimization for medium altitude uavs with long endurance

a medium-altitude uav can achieve long endurance when the appropriate configuration with the highest aerodynamic performance (lift to drag ratio) is taken into account. the cross-sectional shape of a uav wing (airfoil) generates the lift force, and optimizationof this section can lead to long endurance. in the present study, a widely used uav airfoil (goe 493) is optimized for mediumaltitude flight using an adjoint algorithm. in this study, lift/drag ratio serves as the objective function. different turbulence modelswere examined and their results were compared with the experimental results, and then the k-kl omega model and finite volume method with coupled algorithm were used to simulate turbulent flow numerically. the results obtained from the optimized airfoil show that the aerodynamic performance in the cruise mode is twice as much as that in the original mode and the optimized airfoil is suitable for medium-altitude long-endurance uavs.