توسعه الگوریتم طراحی مفهومی سامانه هواایست تاکتیکی

Abstract

در مقاله حاضر الگوریتم طراحی پیکره هواایست تاکتیکی در فاز طراحی مفهومی توسعه داده شده است. هواایست تاکتیکی به عنوان یک گام میانی برای بالن استراتوسفری است. الگوریتم توسعه داده شده، دارای چهار حلقه‌ی مجزا است و با استفاده از آن پارامترهای مهم طراحی و عملیاتی بالن مقید نظیر ابعاد بالن، شکل و ساختار دم‌ها، بودجه بندی جرمی اجزای بالن، درصد بالونت، جنس مواد، تنش وارد بر پوسته بالن، کشش افسار در وینچ، حاشیه پایداری استاتیکی، زاویه حمله، میزان عقب‌رفت بالن، طول افسار، پروفیل افسار، مکان نقطه‌ی گیرش و بسیاری از پارامترهای دیگر تعیین می‌شود. چرخه‌ی طراحی ارائه شده، با توجه به الزامات ورودی، برای یک بالن انجام شده و نتایج مربوط به طراحی ارائه شده است. به منظور بهینه سازی طراحی دم بالن مقید، از روش طراحی آزمایش تاگوچی و ماتریس آرایه‌های متعامد (45) L16 استفاده شده است. با استفاده از این روش 16 دم مختلف طراحی و اثر آن در طراحی و میزان پایداری استاتیکی بالن بررسی شده و دم بهینه معرفی شده است. با استفاده از الگوریتم حاضر، بالن مقیدی با طول 15.7 متر طراحی شده است که قابلیت حمل محموله 40 کیلوگرمی تا ارتفاع 200 متر را داراست. در نهایت اثر پارامترهایی نظیر سرعت باد عملیاتی، مقدار جرم محموله‌ی بالن، محل نصب محموله و ارتفاع منطقه عملیات بالن نسبت به سطح دریا بر روی پارامترهای عملکردی نظیر زاویه حمله‌ی بالن، مقدار حاشیه‌ی پایداری استاتیکی و مقدار کشش افسار در وینچ مورد بررسی قرار گرفته است.

Keywords

• هواایست تاکتیکی
• طراحی هواایست
• بالن مقید
• چرخه طراحی
• ضرایب آیرودینامیک