بررسی عملکرد موتور اشتعال جرقه‌ای دوار وانکل در ارتفاع تحت تاثیر سیستم پرخوران

استفاده از پرخوران یکی از روش‌های ارتقاء سطح پروازی پرنده موجود، بدون نیاز به ایجاد تغییرات اساسی در موتور آن می باشد. البته این امر منوط به انتخاب صحیح پرخوران و کنترل دقیق آن است. امروزه مدل سازی ریاضی و رایانه ای فرآیندهای درون موتور به عنوان یک ابزار قوی برای تخمین عملکرد سیستم و کاهش هزینه و زمان تست مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر از مدل ترمودینامیکی چند ناحیه ای برای این منظور استفاده شده است. به‌این‌ترتیب در گام اول کد مربوطه جهت شبیه سازی هندسی موتور وانکل توسعه‌یافته و پس از اطمینان از عملکرد صحیح آن، مشخصات موتور رفت و برگشتی معادل توسط کد استخراج شده است و مشخصات مستخرج به نرم افزار جی تی پاور داده شده و مدل رفت و برگشتی موتور توسعه‌یافته است. در مرحله بعد مدل ایجاد شده توسط نتایج تجربی به‌دست‌آمده از آزمون توان آزما در آزمایشگاه موتور صحه گذاری شده است و از مدل اعتبارسنجی شده جهت شبیه سازی شرایط ارتفاع استفاده ‌شده و میزان افت عملکرد به‌دست آمده است. در مرحله آخر توسط تئوری های انطباق، پرخوران مناسب انتخاب شده است و با سازوکار های کنترلی مناسب عملکرد سیستم موتور و پرخوران در ارتفاع هدف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهد که در دور کاری موتور و در حالت بار کامل پرخورانی سبب افزایش 41 درصدی توان و کاهش 5 درصدی مصرف مخصوص سوخت در ارتفاع هدف نسبت به موتور تنفس طبیعی در ارتفاع کاری معمول می شود.

The Altitude Performance Evaluation of Spark Ignition Rotary Wankel Engine Equipped by a Turbocharger

Turbocharging is a prevalent method for the promotion of an UAV flight level without having to make major changes in its engine. It depends on the correct selection and precise control of the turbocharger. Today, the mathematic simulation of the engine cyclic processes as a strong tool to estimate performance and reduce costs and testing time is taken into consideration. In this research multizones thermodynamic modeling according to the following steps is performed. At the first step, a geometrical model of the Wankel engine is developed and the geometrical characteristics of the equivalent reciprocating engine is achieved. At the second step, the equivalent reciprocating engine is simulated by GTPower commercial software. Then, using the empirical results of dynamometer tests the developed model is vitrificated and by this means the effect of altitude conditions on the engine performance is studied. At the last step, according to the matching theories, a proper turbocharger is selected and by using appropriate control mechanisms, the performance of the turbocharged engine at the desired altitude is evaluated. Results indicate that for the operating engine speed and full load condition, turbocharging leads to 41% power increment and 5% specific fuel consumption reduction at the target altitude compared to the naturally aspirated engine at designed working altitude.