بخشی از مقاله
طرح ادراکی برای سیستم برق هواپیما و کاهش مصرف سوخت
خلاصه
در این مقاله نوبسنده قصد دارد یک طرح فرضی برای تولید انرژی الکتریکی با استفاده از سنسورهای فشار و فرکانس، منبع تغذیه برای سیستمهای غیر ضروری هواپیما ایجاد کند که به واسطه ی این عمل میزان بار کاری موتور هواپیما کاهش خواهد یافت و به همین میزان در مصرف سوخت نیز صرفه جویی و راندمان کاری موتور نیز افزایش خواهد یافت که در انتها با جمع بندی کلی قسمتهای مختلف به این هدف دست خواهد یافت.
کلمات کلیدی: هواپیما ، تولید انرژی ، سنسور
1. مقدمه
در ابتدا نیاز به بررسی ساختار بدنه هواپیما در فازهای مختلف پروازی و نحوه ی پراکندگی فشار هوار بر روی ساختار می باشد اما بدلیل امنیتی بودن اطلاعات بدنه هواپیما توسط شرکتهای سازنده، مجبور شدیم از نتایج علمی حاصل شده در مقالات،مجلات و سایتهای معتبر استفاده کنیم و با بررسی تمام اطلاعات موجود و قابل دسترس نقاط پرفشار را در روی بدنه شناسای و محل قرار گیری سنسورهای فشاری را تعیین کنیم.
همانطور که میدانید برای تحلیل ساختار بدنه هواپیما و تعیین نقاط پراکندگی فشار در بدنه هواپیما، از دو روش CFD و RANS استفاده میشود به صورتیکه در ابتدا با شبکه بندی هواپیما و سپس انجام محاسبات و معادلات ریاضی ، شکل شبیه سازی شده ی بدنه هواپیما در فازهای کروز و تغییرات زاویه ی حمله متفاوت در خروجی خواهیم داشت.اشکال زیر نمونه های شبیه سازی انواع هواپیما می باشد که پس از بررسی موارد ذکر شده به این نتیجه خواهیم رسید که نقاط پر فشار اکثر ساختارهای بدنه در لبه های بال نزدیک به ریشه بال،لبه ی حمله سطوح فرامین عمودی و افقی می باشد که میتوان این نقاط را نقاط نصب سنسور مورد نظر دانست.( شکلهای 1 تا (6
شکل – 1 بوئینگ 747
شکل – 2 ایرباس 380
شکل – 3 هواپیمای دو موتوره EV-55
شکل – 4 ناسا سی آر ام
شکل – 5هواپیمای ایرباس 350
شکل – 6هواپیمای Tu-214
.2 شرح کلی ایده – فاز اول :
پس از شناخت و تعیین نقاط پر فشار، به بررسی نوع سنسور و راهکار پیشنهادی برای نصب سنسور ارایه خواهد شد. نوع سنسور مورد نیاز برای این طرح، سنسور پیزوالکتریک می باشد. نحوه ی کار آن بدین صورت است که با ایجاد فشار بر روی کریستال های سنسور، تغییرات ایجاد شده در ساختار آن باعث ایجاد ولتاژ میشود و میزان ولتاژ وابسته به میزان فشار اعمالی است یعنی هر چه فشار بیشتر باشد، میزان ولتاژ نیز بیشتر خواهد بود.پیشنهاد مطرح شده برای سنسورهای فشاری دو نوع می باشد:
2.1 سنسورهای دارای ساختار سرامیکی:
در این سنسور از سرامیکهایی همچون کوارتز استفاده میشود. شکل زیر نحوه ی راهکار پیشنهادی بابت این سنسور در نقاط پرفشار می باشد. نکته لازم به ذکر این است که در این روش از یک رابط برای انتقال فشار از سطح به سنسور استفاده شده است بعلت اینکه ساختار ایرودینامیکی تغییر نکند و همچنین در صورت شکستگی پوشش روی نقاط پر فشار، تداخلی بر عملکرد نقاط پر فشار و یا ایجاد فشار به بدنه و ایجاد شکستگی در بدنه رخ ندهد.( شکل (8
شکل – 7مکان قرار گیری سنسور در قسمت جلوی هواپیما
2.2 پیزو فیلم:
تفاوت این سنسور با ساختار و حوه ی نصب در سنسور دارای ساختار سرامیکی این است که در این نوع سنسور دیگر نیازی به رابط انتقال فشار نخواهد بود و فشار موجود بر روی این سنسور باعث ایجاد ولتاژ می شود. شکل زیر نمایش دهنده ی محل پیشنهادی برای دو نوع سنسور بالا می باشد. شکل 8
