گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، فارس، ایران
چکیده
استخراج ضرایب آیرودینامیکی و مشتقات دینامیکی با دقت بالا یکی از مهم‌ترین کاربردهای آزمایش‌های ایروبالستیک است. این‌کار با اندازه‌گیری موقعیت‌های خطی و زاویه‌ای و سرعت‌های مربوطه و دیگر پارامترها بسته به حسگرهای به‌کار رفته در آزمایشگاه، انجام می‌شود. مهم‌ترین سوال قبل و بعد از انجام این آزمایش‌ها میزان دقت نتایج بدست آمده، اثبات درستی روش و الگوریتم به‌کار رفته در استخراج ضرایب و اثر خطاهای مختلف بر روی نتایج است. بدین منظور می‌توان اثر وجود خطا در مقادیر اندازه‌گیری شده نسبت به ضرایب آیرودینامیکی مورد نظر را قبل از انجام آزمایش مدلسازی، محاسبه و بررسی نمود. در این مطالعه علاوه بر انجام آزمایشات پروازی برای تعیین ضریب پسا، مقایسه اثر وجود خطا در انواع پارامترهای اندازه‌گیری شده در ضرایب آیرودینامیکی نیز ارایه شده است. در یک سری آزمایش پروازی ضریب پسای کره با خطای کمتر از 3% استخراج گردید که مبین توانایی تخمین ضرایب آیرودینامیکی با دقت بالا از آزمایشات ایروبالستیکی می‌باشد. خطاهای آزمایشات ایروباستیک می‌تواند ناشی از حسگرها، خطای ساخت نمونه، خطای الگوریتم تخمین و ... باشد که با در نظر گرفتن هر یک، میزان خطای نهایی محاسبه شده و نتایج پروازی مدل شده در حضور خطا نیز می‌تواند با مقادیر بدون خطا مقایسه می‌گردد. این بررسی نشان خواهد داد که تاثیر خطای هر یک از داده‌های پروازی بر روی حل عددی مدل پروازی و نتایج ضرایب تخمین زده شده چگونه است و در نتیجه در انتخاب هر یک از حسگرها در آزمایش‌ها پروازی ایروبالستیکی چه دقتی باید لحاظ شود.
Chapman T. and Kirk, D.B. "A Method for Extracting Aerodynamic Coefficients from Free-Flight Data”, AIAA Journal, Vol. 8, No. 4, pp. 753-758, 1970.
Dupuis, A. "Aeroballistic Range Tests of a Dart Model at Supersonic Speeds”, Presented at the 15th Atmospheric Flight Mechanics Conference, Tarragona,Spain, 1988.
Tam, T., Ruffin, S., Yates, L., Gage, P., Bogdanoff, D.,and Morgenstern, J. "Sonic Boom Testing of Artificially Blunted Leading Edge (ABLE) Concepts in the NASA Ames Aeroballistic Range”, Presented at the 38th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit Reno, NV, 2000.
Brown, J.D. Bogdanoff, D.W., Yates, L.A., and Chapman, G.T. "Transonic Aerodynamics of a Lifting Orion Crew Capsule from Ballistic Range Data”, Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 47, No. 1, pp. 36-47, 2010.
Topper, B., Brown, T.G., Bukowski, E., Davis, B.S., Hall, R.A., Muller, P.C., Vong, T.T.,and Brandon, F.J. "Feasibility of Determining Aerodynamic Coefficients for a NASA Apollo Body with the Use of Telemetry Data From Free Flight Range Testing”, Presented at the Army Research Lab Aberdeen Proving Ground MD Weapons and Materials Research Directorate, 2007.
Wey, P., Bastide, M., Martinez, B., Srulijes, J., and Gnemmi, P. "Determination of Aerodynamic Coefficients from Shock Tunnel Free Flight Trajectories”, Presented at the 28th Aerodynamic Measurement Technology, Ground Testing, and Flight Testing Conference, New Orleans, Louisiana, 2012.
Toyoda, A., Imaizumi, T., and Sasoh, A. "Near Field Pressure Measurement Around Three-Dimensional Free Flight Models”, Presented at the 31st AIAA Applied Aerodynamics Conference, San Diego, CA, 2013.
Toyoda, A., Sasoh, A., Imaizumi, T.,and Ooyama, T. "Near Field Pressure Measurement Around Free Flight 69 Degree Swept Back Delta Wing Model”, Presented at the 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting, Kissimmee Florida, 2015.
Iwakawa, A., Furukawa, D., Aoki, Y.,and Sasoh, A. "Free Flight Measurement of Aircraft Model Using Aero Ballistic Range”, Presented at the 33rd AIAA Applied Aerodynamics Conference, Dallas, Texas, 2015.
Abtahi, S.F. "Identification of Dynamic and Hydrodynamic Characteristics of an Underwater Vehicle Using Physical Data and Robust Control”, phD Dissertation, Department of Mechanic Engineering, Shiraz university, 2019.
Babayi, R. "Estimation and Sensitivity Analysis of Aerodynamic Coefficients of an Aircraft Using Nonlinear Least Square and Fisher Matrix”, Journal of Aerospace Mechanics, Imam Hossein University, Vol 9, No. 2, 2020.
Siouris, G.M. "Missile Guidance and Control Systems”, Springer, 2004.
Albisser, M. "Identification of Aerodynamic Coefficients from Free Flight Data”, 2015.
Masoominia, M.A. "Principles of Coordinate Systems and Rotation”, Sharif University of Technology Press, Tehran, Iran, 1988.
Keesman, K.J. "System Identification: An Introduction”, Springer Science & Business Media, 2011.
Piekutowski, A.J. and Poormon, K.L. "Development of a Three-Stage, Light-Gas Gun at the University of Dayton Research Institute”, International Journal of Impact Engineering, Vol. 33, pp. 615–624, 2006.
Bailey, A.B. and Hiatt J. "Free-Flight Measurements of Sphere Drag at Subsonic, Transonic, Supersonic, and Hypersl'nic Speeds for Continuum, Transition and Near-Free-Molecular Flow Concitions”, AEDC-TR, 1971.
بابایی, رضا. (1400). اندازه گیری ضریب پسا و تخمین ضرایب آیرودینامیکی با استفاده از مدلسازی داده‌های آزمایش ایروبالستیک با حداقل مربعات غیرخطی در حضور خطاهای مختلف. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 10(2), 103-124.
MLA
رضا بابایی. "اندازه گیری ضریب پسا و تخمین ضرایب آیرودینامیکی با استفاده از مدلسازی داده‌های آزمایش ایروبالستیک با حداقل مربعات غیرخطی در حضور خطاهای مختلف". مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 10, 2, 1400, 103-124.
HARVARD
بابایی, رضا. (1400). 'اندازه گیری ضریب پسا و تخمین ضرایب آیرودینامیکی با استفاده از مدلسازی داده‌های آزمایش ایروبالستیک با حداقل مربعات غیرخطی در حضور خطاهای مختلف', مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 10(2), pp. 103-124.
VANCOUVER
بابایی, رضا. اندازه گیری ضریب پسا و تخمین ضرایب آیرودینامیکی با استفاده از مدلسازی داده‌های آزمایش ایروبالستیک با حداقل مربعات غیرخطی در حضور خطاهای مختلف. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 1400; 10(2): 103-124.
)
