فناوری در مهندسی هوافضا
سال:1403 | دوره:8 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

مدیریت سلامت و پیش­بینی عیوب به عنوان یکی از گزاره ­های اصلی نگهداری و تعمیرات پیشگویانه، نقش ویژه ­ای به منظور شناسایی، تشخیص و پیش­بینی وضعیت سلامت انواع دارایی ­های فیزیکی ایفا می نماید. ارزیابی وضعیت سلامت انواع دارایی­ ها در صنعت هوایی، با هدف ارائه برنامه های نگه داشت، از طریق برآورد وضعیت زوال/ تخریب یکی از راهکارهای اساسی است. در این مطالعه، با توجه به محدودیت ­ها و عدم قطعیت­ های موجود در روش ­های مرسوم پیش­بینی در حوزه تعیین روند زوال تجهیزات، یک مدل توسعه­یافته شبکه عصبی مصنوعی با محوریت مفهوم یادگیری عمیق و مقایسه آن با سایر روش ­های مرسوم ارائه شد. نتایج مقایسه­ ای نشان داد که روش شبکه عصبی پرسپترون عمیق با دقت پیش­بینی 94 درصد دارای عملکرد بالایی در تعیین روند زوال در موتورهای توربینی هواپیما در مقایسه با سایر روش ­های مرسوم داشته است. نتایج حاصل از این تحقیق  می­ تواند در پیش­بینی عمر مفید باقی­مانده و نیز ارائه برنامه­ های مناسب نگه داشت در تجهیزات صنایع هوایی مورد استفاده باشد.

پژوهش حاضر، به بررسی تأثیر فنس بال بر گردابه های راس بال و سطوح کنترلی در هواپیمای بال پرنده با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی می پردازد. در طراحی و قرار دادن فنس های بال، ابعاد متوسط استخراج شده از گردابه های راس بال در زوایای حمله مختلف به کار گرفته شده است. همچنین، فنس ها با ابعاد مشخص شده در سه ارتفاع و سه موقعیت مختلف در طول بال نصب شده (طول فنس برابر با میانگین طول گردابه در آن قسمت و ارتفاع فنس 30 درصد قطر گردابه آن قسمت است) و در زوایای حمله 7 تا 16 درجه بررسی شده اند. گام بعدی، طراحی ابعاد فنس به روش بهینه سازی تک هدفه است. هدف دستیابی به بهترین طراحی است که با حداقل زمان و هزینه به یک راه حل بهینه همگرا شود. طراحی فنس ها در سه نقطه بر اساس ابعاد گردابه راس بال با روش دینامیک سیالات محاسباتی انجام می شود. با این حال، تجزیه و تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به زمان محاسباتی زیادی نیاز دارد، برای حل این مشکل، از تابع پایه شبکه عصبی (RBF) و مدل کریجینگ (Kriging) با قرار دادن شرایط اولیه مسئله و نتایج حل دینامیک سیالات محاسباتی در صورت وجود فنس، استفاده شده تا با تعیین مناسب ترین مکان، ضریب گشتاور غلتشی را به حداقل رسانیم.

این مقاله به تشریح روند طراحی و شبیه سازی عملکرد کنترل کننده پیش بین مدل بهینه می پردازد که به منظور هدایت موشک در یک مساله دو بعدی کمینه سازی زمان برخورد و فاصله از دست دهی با هدف ایجاد شده اند. در طراحی کنترل کننده پیش بین مدل بهینه، ابتدا نوع پرکاربرد مدل پیش بین خطی ضمنی طراحی شده و سپس مدل پیش بین غیرخطی ارائه شده و عملکرد آن ها در هدایت موشک مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توجه به شبیه سازی ها می توان نشان داد که کنترل کننده پیش بین مدل خطی ضمنی (برخط) و کنترل کننده پیش بین مدل غیرخطی بهینه، فاصله برخورد نهایی موشک با هدف و زمان برخورد را به خوبی کنترل می کند. نوآوری این مقاله  طراحی کنترل کننده پیش بین مدل بهینه با استفاده از الگوریتم ژنتیک و اجتماع ذرات در مدل هدایت و کنترل یکپارچه است.

در این تحقیق به بررسی استحکام ضربه نانو کامپوزیت تابعی اپوکسی تقویت شده با نانو ذرات گرافن پرداخته شده است. ابتدا نمونه ها برای توزیع یکنواخت و تابعی ساخته شده است. سپس نحوه توزیع نانو ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شده است. بر اساس این بررسی برای توزیع یکنواخت، در نمونه های کمتر از 5/1% درصد وزنی نانو ذرات گرافن هیچ نشانه ای از ذرات بهم چسبیده یافت نگردید. برای نمونه تابعی نیز تصویر برداری صورت گرفته و مشاهده گردیده که مرز لایه ها بهم پیوسته است. سپس نمونه ها تحت آزمایش ضربه ای ایزود قرار داده شده و مشاهده گردیده که برای توزیع یکنواخت، میزان جذب انرژی تا 1% درصد وزنی نانو ذرات گرافن افزایش یافته و سپس برای نمونه 5/1% درصد وزنی نانو ذرات گرافن، مقدار آن شروع به کاهش می کند. برای بررسی صحت نتایج بدست آمده، با استفاده از روش اجزاء محدود مدلسازی برای نمونه های ذکر شده صورت گرفته و نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده است.

از مهم ترین پیش شرط های انجام موفق آزمون های کنترل وضعیت در سیمولاتور آزمایشگاهی دینامیک وضعیت فضاپیما، انطباق حداکثری مرکز جرم پلتفرم با مرکز دوران آن برای حذف گشتاور اغتشاشی جاذبه می باشد. در این مقاله استخراج یک مدل دینامیکی مناسب برای پلتفرم دارای نابالانسی جرمی انجام شده و سپس روشی اصولی برای پایدارسازی آن توسط کنترل کننده خطی همراه با شرایط پایداری ارائه می شود. در روش پیشنهادی، ابتدا بردار موقعیت مرکز جرم پلتفرم تخمین زده می شود. سپس یک قانون کنترل تناسبی-مشتقی با جابجایی خودکار دو جرم محور افقی پلتفرم را با صفحه افق محلی هم تراز کرده و انحرافات مرکز جرم در این صفحه را خنثی می کند. در مرحله پایانی، انحراف مرکز جرم از مرکز دوران در راستای قائم مجدداً تخمین زده شده و توسط مکانیزم جابجایی جرم این محور خنثی و بالانس جرمی در راستای سه محور تکمیل می شود. در شبیه سازی از معادلات دینامیک غیرخطی استفاده شده و محدودیت سرعت عملگر کنترلی لحاظ شده است. نتایج نشان دهنده عملکرد مطلوب روش پیشنهادی در کاهش قابل توجه گشتاور پسماند ناشی از نابالانسی می باشد.

در عصر حاضر، استفاده از تکنولوژی پهپاد های چند موتوره یا مولتی روتورها در زمینه های علمی، صنعتی و تجاری و ... افزایش قابل توجهی داشته است. این سیستم های هوایی چندمنظوره نقش های کلانی از جمله نظارت، پوشش شبکه های بی سیم، سنجش از راه دور، عملیات جستجو و نجات، تحویل مرسولات، تسهیل انتقال خدمات پزشکی، امنیت، کشاورزی دقیق، مدیریت ترافیک و بازرسی زیرساخت و دیگر زمینه ها را به خود اختصاص داده اند. خط سیر پیشرفت تکنولوژی بر اهمیت قریب الوقوع مولتی روتورهای هوشمند به عنوان یک نیروی دگرگون کننده در صنعت تاکید می کند که نویدبخش راه های جدید و بازتعریف روش ها و الگوهای معمول است. در واقع، این تغییر رویکرد برای کاهش ریسک های عملیاتی و هزینه های مالی استفاده خواهد شد و در نتیجه باعث افزایش جذب نوآوری های تکنولوژیکی می شود. پیش بینی ها نشان می دهد که نفوذ پهپادها در بخش زیرساخت ها و پروژه های عمرانی بزرگ تا پایان دهه ی سوم قرن 21 به حدود 45 میلیارد دلار خواهد رسید. این مقاله به بررسی کاربردها و چالش های وابسته به سیستم های مولتی روتور و با تمرکز ویژه بر مولتی روتورها در زمینه های تحقیقاتی و صنایع مختلف پرداخته است. علاوه براین، این مقاله تجزیه و تحلیلی عمیق از روندهای فعلی را ارائه داده و به بررسی زوایای توسعه های آتی در استفاده از این وسایل هوافضایی نوین می پردازد. با توجه به معرفی کاربردهای متنوع مولتی روتورها و کاربردهای جدید مولتی روتورها که با توسعه تکنولوژی میسر شده می توان نتیجه گرفت که اکوسیستم وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین یکپارچه تر شده و با توجه به نیاز ایجاد شده در بخش های مختلف صنعتی و پژوهشی، این بخش جایگاه ویژه ای در بین سرمایه گذاران و متخصصان پیدا کرده است. بنابراین با شناخت کاربردها و چالش ها و سیاست گذاری درست و به موقع، می توان هر روز وظایف و مسئولیت های بیشتری را به این پرنده های بدون سرنشین محول کرد و انتظار داشت که این وظایف را بهتر از شیوه های موجود به سرانجام رسانند.