16346

16346

شبيه سازي و مدل سازي سيستم معكوس‌كننده تراست موتور توربوفن

كارشناسي ارشد

ديناميك كنترل ارتعاشات

اسفند ماه 1394

دكتر مرتضي منتظري

مكانيك

چكيده در دهه¬هاي اخير، با گسترش صنعت هوايي، موتورهاي توربوفن به علت دارا بودن راندمان بيشتر مورد استفاده قرار گرفته¬اند. موتورهاي توربوفن در محدوده‌ي سرعت هواپيماهاي مسافربري راندمان خوبي دارند و از نظر توليد سروصدا نيز قابليت بهتري نسبت به ساير انواع موتورهاي جت دارند. به همين علت در بيش‌تر هواپيماهاي مسافربري از اين نوع موتور استفاده مي¬شود. در موتور توربوفن، بخشي از هواي عبوركننده از فن وارد موتور نمي‌شود و كانالي در اطراف موتور، آن را به بيرون هدايت مي‌كند. اين عمل مزايايي از قبيل توليد نيروي جلوبرنده‌ي جداگانه، خنك¬كاري موتور و كمك به ترمزگيري در موقع فرود دارد. هواپيماهاي مسافربري به دليل جرم زياد و نياز به طول باند بيشتر نسبت به انواع هواپيماهاي جنگنده، از روش¬هاي ديگري براي كاهش سرعت در موقع فرود استفاده مي¬كنند¬. يكي از اين روش¬ها، سيستـم معكوس¬كننده رانش موتور هواپيما است. اين سيستم همراه با ترمزهاي هوايي¬ نصب‌شده روي بال‌ها، به عمليات ترمز گيري چرخ‌ها در هنگام فرود كمك مي‌كند. در اين پايان¬نامه، شبيه¬سازي و مدل¬سازي سيستم معكوس¬كننده رانش موتور توربوفن انجام شده¬است. در اين راستا ابتدا دو نوع سيستم¬ متداول معكوس¬كننده رانش در گونه خاصي از موتورهاي جت (موتور توربوفن) معرفي شده و سپس براي نوع درب¬دار، مدل¬سازي مكانيزم معكوس¬كننده رانش در مقياس واقعي و بر روي مدل اصلي موتور در نرم¬ افزار Catia انجام شده است. در ادامه، با اتصال بخش مكانيزم طراحي‌شده به واحد كنترل هيدروليكي در نرم¬افزار MATLAB/SimHydraulics دقت پاسخ¬ها و شبيه-سازي به‌وسيله پيروي از سيگنال فرمان بررسي شده¬است. در انتها، با استفاده از الگوريتم بهينه¬سازي ژنتيك، مقادير بهينه پارامترهاي مدار هيدروليكي حاصل از بخش طراحي واحد كنترل هيدروليكي به نحوي تعيين شده كه خطاي سيستم از فرمان خلبان كاهش يابد. واژه‌هاي كليدي: موتور توربوفن، سيستم معكوس كننده رانش، واحد كنترل هيدروليكي، الگوريتم ژنتيك.

1395/11/02

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: With the development of the aviation industry, high-efficiency turbofan engines were well considered. Due to less noise an​d better efficiency, turbofan engines are common for civil passenger aircrafts. In turbofan engines, a duct is embedded around the core that exhausts some of the fan air to exteriority to increase the efficiency of turbofan engines. In this type of engines some part of the fan air is bypassed oround the core. The bypassed configuration is usful for increasing the engine's thrust, cooling the engine an​d improving brakes performance during landing. Civil aircrafts require longer runway than military aircrafts an​d therefore, additional methods are used to reduce the air speed during landing. One of these methods is thrust reverser system of aircraft engines. This system together with air brakes which is mounted on the wings, helps the brake system during landing. In this thesis, modeling an​d simulation of thrust reverser system in turbofan engine is performed. Two types of conventional thrust reverser systems, which are used in turbofan engines, are firstly introduced. For the pivoting door type, modeling of thrust reverser mechanism is assembled on the main engine model an​d the full-scale model of the mechanism in CATIA is then constructed. By linking the designed mechanism to the hydraulic control unit using MATLAB/SimHydraulics, the accuracy of responses is studied by simulation. Finally, in order to minimize the error in pilot command, genetic algorithm is used to find the optimized values of the parameters of the hydraulic circuit obtained from designing the hydraulic control unit. Keywords: Turbofan engines, thrust reverser, air brakes, hydraulic control unit, genetic algorithm.