تحلیل آیروالاستیک بال سوئیپ دوگانه با یک قسمت فلزی و یک قسمت کامپوزیتی

در این مقاله به بررسی رفتار آیروالاستیک یک بال دوقسمتی که هر قسمت دارای یک زاویه سوییپ است و از دو قسمت فلزی و کامپوزیتی با لایه چینی متقارن ساخته شده می پردازیم. راهکارهای مختلفی برای به تاخیرانداختن ناپایداری آیروالاستیسیته ارایه شده است. یکی از این راهکارها استفاده از کامپوزیت در سازه است. بال هواپیما به صورت یک تیر یک سرگیردار که از تغییر طول محوری آن صرف نظر شده و دارای 3درجه آزادی خمشی/خمشی/پیچشی است، در نظر گرفته شده است. به منظور مدل سازی آیرودینامیک از تئوری جریان ناپایا در حوزه زمان براساس تابع وگنر استفاده می شود و فرآیند محاسبه سرعت وقوع ناپایداری با کمک کد نرم افزاری تهیه شده، انجام می شود. در نهایت تاثیر نسبت طول قسمت فلزی به طول کل بال و همچنین زاویه عقبگرد قسمت کامپوزیتی روی سرعت وقوع ناپایداری بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش طول قسمت فلزی به طول کل تا مقدار 0/9 ابتدا سرعت وقوع ناپایداری افزایش می یابد و سپس کاهش خواهد یافت، همچنین زاویه عقبگرد منفی نسبت به زاویه عقبگرد مثبت قسمت کامپوزیتی تاثیر بهتری روی سرعت وقوع ناپایداری دارد. براساس این نتایج بهتربن زاویه عقبگرد منفی زاویه 30 درجه است که در این زاویه سرعت وقوع ناپایداری بیشترین مقدار را داراست. همچنین بررسی ها نشان می دهد که با افزایش زاویه عقبگرد منفی از 900درجه در زوایای الیاف مختلف سرعت وقوع ناپایداری تا زاویه عقبگرد 20 کاهش و سپس کمی افزایش می یابد. با افزایش زاویه سوییپ از صفر تا 80درجه در زوایای الیاف مختلف سرعت وقوع ناپایداری کاهش می یابد.

Aeroelastic Analysis of a Double-Sweep Wing with the Metal/Composite Sections

In this paper, we investigate the aeroelastic behavior of doublesweep metal and symmetric composite layup wings. Various strategies have been proposed to suppuration of instability such as using the composite materials in structure. The wing is considered as a cantilever beam with 3 degrees of freedom of bending/ bending/ torsional. For aerodynamic modeling, the quasisteady and unsteady flow theory in the time domain is used based on the Wagner function and the process of calculation of the flutter velocity is provided in form of software code. Finally, the effect of the ratio of length of the isotropic on the total length of the wing as well as the swept angle of the composite section on the flutter speed have been investigated. The results show that with increasing the length of ratio of the metal part to the total length up to 0.9, the speed of instability increases and after that position, it decreases. Also, negative sweep angle of the swept part of wing increases the speed of instability than the positive sweep angle of the composite part. The results show the best angle of fiber is 30 degrees in range of negative sweep angle, having the highest speed of instability. Also, studies show that with increasing the negative sweep angle from 90 to 0 degrees at different angles of fiber, the speed of instability decreases till to 20 degrees of sweep angle and, then, increases slightly. With increasing the sweep angle from 0 to 80 degrees at different angles of fiber, the speed of instability decreases.