הפקולטה להנדסה - המגמה להנדסה מכנית

פרוייקט גמר לתואר I בהנדסה

תקציר

שם הפרוייקט: מנגנון לפריסת כנף

שם המנחה: אהרון סלע

שם הסטודנט המבצע: גלעד מרק

מקום הביצוע: התעשייה האווירית

תאריך: מאי 2002

רקע ותיאור הנושא

נדרש לשפר ביצועים אווירודינמיים של פלטפורמה מוטסת קיימת, על ידי הגדלת שטח הכנף. מוטת הכנף הקיימת- 1.80 מטר, מוטת הכנף הדרושה- 3.5 מטר. לכנף הקיימת (להלן הכנף המרכזית) הוסיפו פנלים חיצוניים להגדלת השטח הכולל.

מבט על:

מסיבות מבצעיות נדרש כי הכנף תהיה מקופלת בזמן אחסנה.

הפנלים החיצוניים מקופלים מתחת למרכז הכנף ויפרסו מיד לאחר המראה.

מטרת העבודה:

תיכון מנגנון הפריסה של הפנלים:

1. תיכון צירים מתאימים לקיפול הכנף.

2. תיכון מנגנון שיספק את המומנט לפריסת הכנף.

3. מתקן אשר ישחרר את פריסת הכנף בתזמון המתאים.

4. חישובי כוחות ומומנטים אווירודינמיים ואחרים על כל חלקי המערכת.

תוצרים:

1. הצגת רקע תיאורטי.

2. סקר שוק ומערכות דומות קיימות.

3. תוצאות אנליזה אווירודינמית.

4. הצגת חלופות.

5. תיאור תיכון המערכת.

6. שרטוטי ייצור והרכבה.

7. מסקנות והמלצות להמשך.

מהות העבודה:

1. לצורך תיכון מנגנון פריסת הכנף נדרש תחילה לאפיין את הפריסה מבחינה אווירודינמית. לצורך כך כתבתי אנליזה דינמית למציאת העומסים האווירודינמיים הפועלים בזמן הפריסה, העלולים להתנגד למהלך הפריסה. חישובי הסימולציה נעשו עבור הפרשי זמנים של 0.02 שנייה. אפיוני הפריסה מבחינה אווירודינמית כוללים:

· עומסים הנובעים מהעילוי הפועל כתוצאה מרכיבי הרוח השונים.

· עומסים הנובעים מההתנגדות האווירודינמית.

· עומסים הנובעים מהמומנט המתקבל מקפיץ הפיתול.

תוצאות נוספות המתקבלות מהאנליזה הם:

· זווית הפריסה כפונקציה של הזמן.

· מהירות הפריסה כפונקציה של הזמן.

· התאוצה הזוויתית כפונקציה של הזמן.

· זמן הפריסה.

· המומנט המינימלי הדרוש להשלמת מהלך הפריסה.

כמו כן נמצאו בעזרת האנליזה זווית פיתול התחלתית וקבוע הקפיץ הדרושים.

2. תיכון ציר המאפשר קיפול הפנלים החיצוניים מתחת לפנל המרכזי ובו קפיץ פיתול המספק את המומנט הדרוש לפריסה. נבחנו מספר אפשרויות לצורת הקפיץ ולבסוף נבחר קפיץ המורכב מ-28 פסי פלדה דקים המאוגדים יחד ומשמשים כקפיץ "עלה" לפיתול.

3. בחירת גיליוטינה פירוטכנית אשר חותכת את הכבל לשחרור הפריסה ברגע קבלת הפקודה לפריסה.

4. תיכון לשון נעילה קפיצית אשר לאחר השלמת מהלך פריסת הכנף, תנעל את הציר ולא תאפשר פתיחתו מחדש.

5. בדיקת עמידות נעילת הפנל בתאוצות.

6. בדיקת עומס האימפקט הנוצר כתוצאה מנעילת הפנל.

7. בניית מודל תיב"ם בתוכנת UNIGRAPHICS.

8. הפקת שרטוטי ייצור והרכבה של כל רכיבי המנגנון.

9. הוראות ייצור והרכבה.

10. המלצות להמשך, עריכת ניסויים. יש לערוך ניסויי קרקע לצורך:

· בדיקת הפונקציונליות של המנגנון.

· עמידת הפריסה בעומסים האווירודינמיים ע"פ הדרישות.

· עמידת חלקי המנגנון והכנף באימפקט הנוצר כתוצאה מסיום פריסת הפנלים.

· הוכחת אמינות נעילת הפנלים ע"י לשון הנעילה.

בשלב האחרון של הפרויקט נדרש ניסוי טיסה שנועד לבדוק את פעולתם של כל המערכות בפלטפורמה (מנועים, בקרת טיסה, אוויאוניקה וכ"ו) וביניהם גם את מנגנון פריסת הכנף.
תיאור סכמתי של שלבי הפריסה מרגע השיגור ועד פריסה מלאה, כאן מתוארת הכנף בלבד במבט מלפנים: