• شماره ركورد
    33701
  • پديد آورنده

    دانيال نوري

  • عنوان
    توسعه يك موتور ميكروجت شامل طراحي مفهومي، ساخت نمونه اوليه و تحليل رفتار گذراي عملكرد
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك- تبديل انرژي ـ علوم حرارتي
  • سال تحصيل
    1397
  • تاريخ دفاع
    1403/12/22
  • استاد راهنما
    سيد مصطفي حسينعلي پور
  • استاد مشاور
    -
  • دانشكده
    مهندسي مكانيك
  • چكيده
    امروزه موتورهاي ميكروجت بهدليل ابعاد كوچك، وزن پايين و توان توليدي بالا، بهعنوان يكي از فناوريهاي پيشرفته در حوزه هاي هوايي، نظامي و صنعتي شناخته ميشوند. اين موتورها به واسطه نسبت توان به وزن بالا، ساختار ساده تر نسبت به موتورهاي بزرگتر، و امكان استفاده در سامانه هاي پروازي كوچك، جايگاه ويژهاي در صنايع نوين يافته اند. موتورهاي ميكروجت معمولاً داراي كمپرسور گريز از مركز، توربين تك مرحله اي محوري و محفظه احتراق حلقوي يك تكه هستند. اينگونه موتورها در پهبادها، جت پك ها، سيستمهاي توليد همزمان برق و گرما و ساير تجهيزات سبك و قابل حمل كاربرد فراواني دارند. در اين پژوهش، ابتدا با استفاده از روابط آيروديناميكي و ترموديناميكي، الگوريتمي براي طراحي مفهومي يك موتور ميكروجت آزمايشگاهي با هدف دستيابي به تراست استاتيكي مشخص تدوين شد. در اين الگوريتم، با در نظر گرفتن محدوديتهاي ساخت، دماي قابل تحمل آلياژها و حداكثر سرعت مجاز در نازل خروجي، پارامترهاي طراحي اجزاي اصلي موتور به صورت مرحله به مرحله تعيين شد. پس از تكميل مراحل طراحي، نمونه اوليه موتور ساخته شد و فرآيند توليد شامل انتخاب آلياژهاي مقاوم، ماشينكاري قطعات، مونتاژ نهايي و راهاندازي اوليه مستند گرديد. در ادامه، با هدف بررسي رفتار ديناميكي سيستم، معادلات مدار باز موتور استخراج و با استفاده از مفروضات فيزيكي و تجربي، مدل رياضي غيرخطي موتور توسعه يافت. اين مدل در محيط MATLAB پياده سازي شده و سناريوهاي مختلف كنترلي مانند سوخت دهي ثابت، افزايش پله اي، كاهش ناگهاني و افزايش خطي سوخت بررسي شد. نتايج شبيه سازي شامل پاسخ دور موتور، دماي گاز خروجي و نيروي تراست با داده هاي تجربي حاصل از تست موتور مقايسه گرديد. همچنين با استفاده از دادههاي به دست آمده، قابليت اطمينان عملكرد موتور در مواجهه با تغييرات ناگهاني سوخت و پايداري حالتهاي گذرا مورد ارزيابي قرار گرفت. تحليل نهايي نشان داد كه مدل رياضي ارائه شده تطابق مناسبي با رفتار واقعي موتور دارد و ميتوان از آن در توسعه سامانه هاي كنترلي دقيق و بومي بهره برد. يافته هاي اين تحقيق نشان ميدهد كه با اتكا به دانش داخلي ميتوان به طراحي و ساخت موتورهاي ميكروجت كارا با هزينهي قابل قبول دست يافت و مسير بومي سازي اين فناوري استراتژيك را هموار ساخت.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/07/08
  • عنوان به انگليسي
    Development of a Microjet Engine Including Conceptual Design, Prototype Fabrication, an‎d Transient Performance Analysis
  • تاريخ بهره برداري
    3/13/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    دانيال نوري

  • چكيده به لاتين
    Today, microjet engines are recognized as one of the advanced technologies in the aerospace, military, an‎d industrial fields due to their small size, low weight, an‎d high power output. These engines have gained a special place in modern industries because of their high power-to-weight ratio, simpler structure compared to larger engines, an‎d their applicability in small flight systems. Microjet engines typically feature a centrifugal compressor, a single-stage axial turbine, an‎d a one-piece annular combustion chamber. Such engines are widely used in drones, jet packs, combined heat an‎d power generation systems, an‎d other lightweight an‎d portable equipment. In this research, initially, using aerodynamic an‎d thermodynamic relations, an algorithm was developed for the conceptual design of a laboratory microjet engine with the goal of achieving a specified static thrust. In this algorithm, considering manufacturing constraints, alloy temperature tolerances, an‎d maximum allowable velocity in the exhaust nozzle, the design parameters of the main engine components were determined step-by-step. After completing the design stages, a prototype engine was manufactured, an‎d the production process including selec‎tion of durable alloys, machining of parts, final assembly, an‎d initial startup was documented. Next, to investigate the dynamic behavior of the system, the engine’s open-loop equations were derived, an‎d using physical an‎d empirical assumptions, a nonlinear mathematical model of the engine was developed. This model was implemented in the MATLAB environment, an‎d various control scenarios such as constant fueling, step increase, sudden decrease, an‎d linear increase of fuel were examined. The simulation results, including engine speed response, exhaust gas temperature, an‎d thrust force, were compared with experimental data obtained from engine testing. Additionally, using the acquired data, the reliability of engine performance under sudden fuel changes an‎d the stability of transient states were eva‎luated. The final analysis showed that the presented mathematical model corresponds well with the actual engine behavior an‎d can be utilized in the development of precise an‎d indigenous control systems. The findings of this study demonstrate that relying on domestic knowledge can lead to the design an‎d manufacture of efficient microjet engines with acceptable costs, paving the way for the localization of this strategic technology.
  • كليدواژه هاي فارسي
    موتور ميكروجت , الگوريتم طراحي , ساخت وتوليد
  • كليدواژه هاي لاتين
    Microjet engine , design algorithm , manufacturing an‎d production
  • Author
    Danial nori
  • SuperVisor
    Dr seyed mostafa Hoseinalipor