תקציר מנהלים

שם הפרוייקט בקרת גלגול של טיסן באמצעות מרעדים פיאזו-אלקטריים*

מספר הפרוייקט: 223

שם המנחה: פרופ' אליעזר קיט.

שם הסטודנט המבצע אפרים דבוש ת.ז. : 038445862

מקום הביצוע: אוניברסיטת ת"א

Text Box:

נושא הפרויקט

פרויקט זה עוסק בתיכון וניסוי מערכת היגוי אלטרנטיבית המבוססת על השפעת בקרת זרימה אקטיבית על כנף טיסן לצורך בקרת גלגול ללא חלקים נעים. במהלך הפרויקט הותקנו מרעדים פיאזו-אלקטריים על כנף הטיסן. המרעדים הופעלו במהלך ניסוי במנהרת רוח וחישן שהותקן על הכנף שדר נתונים על גלגול הכנף.

היתרון המרכזי בשיטה של בקרת זרימה אקטיבית הוא היכולת לבצע היגוי של כלי הטייס ללא תזוזה של חלקים בגוף כלי הטייס, דבר שיפחית את חתימת המכ"ם והסיכוי לגילוי כלי הטייס. יתרון זה יכול להיות שימושי עבור כלי טייס צבאיים בכלל, ומזל"טים "חמקניים" בפרט.

מטרות הפרויקט

* טיסן המסוגל לבצע גלגול ללא חלקים נעים המונעים גילוי באמצעות מ"כמ . גלגול שיבוסס על מערכת מבקרת זרימה המותקנת על כנף טיסן בנוסף למערכת היגוי הקיימת. יש להדגיש שהמטרה אינה להגיע לתמרון בקצבים שאמצעי היגוי קונבנציונאליים מאפשרים, אלא להיגוי מתון.

* על המערכת להיות יעילה ,כלומר יש לזהות את אופן פעולת המערכת לצורך השפעה מרבית.

* על המערכת להיות קלה ומותאמת להתקנה על כנף של מטוסים זעירים ללא טייס.

* תיעוד מדויק לצורך המשך פעילות וחקר בנושא.

* המערכת צריכה להיות אמינה ועמידה בפני תנאי טיסה ,כלומר רעידות חבטות וזיהומים חיצוניים.

מהות העבודה

העבודה במסגרת הפרוייקט מחולקת למספר שלבים עיקריים. להלן השלבים הנמצאים תחת תחום אחריותי בפרויקט:

· ביצוע סקירת ספרות על ניסויים קודמים .

· אפיון סוגי מרעדים ומציאת נקודת העבודה (ספיקה מרבית כתלות בתדר ,מתח וסוג הממברנות) .

· הרכבת הכנף ושתילת בתי המרעדים.

· תיעוד הנושא .

· הסקת מסקנות והמלצות להמשך.

תוצאות ומסקנות

ניסוי המנהרה עבר בהצלחה ותיאורית הצמדות הזרימה והפחתת העילוי הוכחה כנכונה. תוצאת הפעלת המרעדים בצד אחד גרמה לגלגול לצד זה ולהחזירו למצב מאוזן על ידי הפעלת בית המרעדים בצד השני.

לראשונה, בוצע ניסוי במהלכו הושג אפקט של גלגול כנף ללא כל הנעה של משטחי היגוי, אלא בעזרת בקרת זרימה בלבד. הישג זה יכול להוות צעד ראשון בפיתוח של מערכת היגוי נוספת עבור כלי טיס.

במהלך הניסוי הוכח כי המבנה חזק מספיק גם בתנאים של מהירות מציפה של 25 m/s ובהפעלת שני המכלולים השונים בו זמנית למשך כמה שעות . אפשר להסביר זאת בכך שלאורך כל שלב הבניה לא הוסרו או נוסרו הצלעות המרכיבות את הכנף .

כאמור ניסוי זה טרם הושלם ויש להרכיב את המערך על טיסן זעיר. לצורך המשך פיתוח הרעיון ישנם כמה נקודות שצריך לתת עליהן את הדעת.

שני מכלולי בתי המרעדים המורכבים על הכנף עובדים בתדרי תהודה שונים. כל סוג מצריך תיאום והספקת תדרים משלו .מספר שנאים על טיסן זעיר יכולים להוות מגבלת משקל . מומלץ לבצע סקר שוק על מתנדי תדרים או גבישים אלקטרונים המסוגלים להמיר תדרים לפני הרכבת המערכת.

כל מערך האלקטרוני הנדרש לצורך יישום המטרה יידרש לעבור תיכון מדויק של עבודה בנקודות העבודה של בתי המרעדים וחישובי משקל.

לפני הטסת הטיסן מומלץ לערוך ניסוי מנהרה נוסף, בו תותקן הכנף בצורה בה תוכל להיבדק השפעת הפעלת המרעדים על מקדם הגרר, ובעזרת נתון זה לקבל תמונה רחבה יותר לגבי משטר הזרימה סביב הכנף בזמן הפעלת המרעדים

בזמן הטסת הטיסן יש לשים לב לתופעות שקורות בזמן גלגול עם מאזנות לעומת גלגול עם בקרת זרימה.

יעוד הידע ותוצאות הניסוי מכוון בעיקר לחברות ביטחוניות המייצרות טיסנים זעירים ללא טייס .באשר לתעשייה האזרחית ובמקומות בהם גלגול טיסן עם חלקים נעים לא מהווה בעיה, הכדאיות הכלכלית מוטלת בספק.