فیزیکدان/ ساخت ریزپرنده‌ بالزن با شیوه ابداعی محقق ایرانی

ايسنا/ دانش‌آموخته دانشگاه صنعتي اصفهان ضمن ارائه روشي نوين در طراحي مفهومي ريزپرنده‌هاي بالزن عنوان پايان‌نامه برتر انجمن مهندسان مکانيک ايران را به خود اختصاص داد. به گزارش سرويس علمي ايسنا، اين پايان‌نامه که حاصل تحقيقات مهندس مصطفي حسنعليان، دانش آموخته مهندسي مکانيک دانشگاه صنعتي اصفهان است، با انجام مطالعاتي جامع بر روي ريزپرنده‌هاي بالزن و تدوين شيوه‌اي نوين در طراحي مفهومي آن‌ها، به ساخت يک نمونه بر مبناي اين شيوه پرداخته است. دانش‌آموخته دانشگاه صنعتي اصفهان با اشاره به کاربردهاي متعدد هواپيماهاي بدون سرنشين در دنياي امروز گفت: مزيت بدون سرنشين بودن در کنار ويژگي‌هاي ابعادي و وزني و نيز کم هزينه بودن اين نوع پرنده‌ها، قابليت اطمينان بيشتري به منظور دستيابي به مقاصد مختلف در بهره برداري از هواپيماهاي بدون سرنشين را فراهم کرده است. حسنعليان با بيان اين که ريزپرنده‌هاي MAV دسته‌اي از اين هواپيماهاي بدون سرنشين هستند که معمولاً در ابعاد کوچکتر از 500 ميليمتر و وزن کمتراز 500 گرم در چهار مدل بال ثابت، عمود پرواز، بالزن و بالهاي چرخان طراحي و ساخته مي‌شوند، اضافه کرد: مدل مورد بررسي در اين تحقيق از نوع نمونه‌هاي بالزن است که ساختاري شبيه به پرندگان دارد. وي افزود: پيچيدگي آيروديناميکي اين نوع ريزپرنده‌ها در مقايسه با نمونه‌هاي بال ثابت و چرخان سبب شده تا تحقيقات کمتري بر روي اين نوع ريزپرنده‌ها در مقايسه با نمونه‌هاي ذکر شده صورت پذيرد. دانش‌آموخته برتر دانشگاه صنعتي اصفهان با مقايسه خصوصيات اين نوع پرنده‌ها تصريح کرد: الهام بيولوژيکي نشان مي‌دهد که پرواز به شيوه بال زدن مزاياي عملکرد منحصربفردي را ارائه مي‌کند، در حالي که به هنگام کوچک سازي و کاهش اندازه بال ريزپرنده‌هاي بال ثابت و بال چرخان يک گذار به اعداد رينولدز پايين اتفاق مي‌افتد که منجر به کاهش عملکرد مقطع آيروديناميکي مي‌شود. حسنعليان ادامه داد: ريزپرنده‌هاي بالزن ضمن ارائه پتانسيلي از ترکيب خصوصيات مفيد دو نمونه ديگر پروازي، ويژگي‌هاي منفي را کاهش مي‌دهند. وي با بيان اين که اغلب طراحي‌هاي ريزپرنده‌هاي بالزن مبتني بر شيوه‌هاي آماري وسعي و خطا است، اضافه کرد: در اين پژوهش ضمن تمرکز بر طراحي مفهمومي و سايزينگ اين نوع ريزپرنده‌ها و تعيين بهينه پارامترهاي هندسي بال، شيوه‌اي نوين در طراحي مفهومي ريزپرنده‌هاي بالزن ارائه و تدوين شده است. عضو بنياد ملي نخبگان، استخراج معادلات ديناميکي و سينماتيکي در حالتهاي مختلف پروازي همچون بال زدن و گلايدينگ و شبيه سازي فرآيند آناليز قيدي بر روي اين نمونه ريزپرنده‌ها بر مبناي نوع مأموريت تعريف شده و براي نخستين بار را از جمله اقدامات صورت گرفته در اين بخش از پژوهش خود بر روي ريزپرنده‌هاي بالزن عنوان کرد. حسنعليان افزود: تعريف شکل بال‌هاي مختلف با الگوگيري از شکل بال پرندگان و آناليز و مقايسه آن‌ها با استفاده از تئوري نواري به لحاظ نيروهاي ليفت و تراست توليدي، فرکانس بال زدن و ارائه روش جديد در تخمين وزن از ديگر مؤلفه‌هاي مورد توجه در سايزينگ بوده است. وي ارائه يک روند جديد به منظور طراحي مفهومي ريزپرنده‌هاي بالزن و الگوگيري از پرندگان در طراحي و ساخت اين نوع ريزپرنده‌ها را از جنبه‌هاي نوين و برجسته پژوهش خود دانست و افزود: بر مبناي روش تدوين شده در اين تحقيق، ضمن طراحي و ساخت يک ريزپرنده بالزن از نوع پرنده، محاسبات مورد نياز از قبيل آيروديناميک، کنترل پايداري و طراحي مکانيزم جهت صحت سنجي طراحي اوليه بر روي آن صورت گرفت.