هیدروفیزیک

هیدروفیزیک

محاسبه تحلیلی نیروی پسای وارد بر هواناو در آب آرام و مواج به منظور طراحی ملخ هوایی سامانه پیشرانش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار/دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
هواناو شناوری دومنظوره بوده که با استقرار روی بالشتکی از هوای فشرده با نیروی رانش به‌نسبت کمی روی سطوح آبی و خاکی حرکت می‌کند. این نوع شناور از قسمت‌های متعددی تشکیل شده که بسیاری از آن‌ها مختص این شناور بوده و در دیگر شناورها استفاده نمی‌شود. بنابراین تخمین مناسب نیروی پسای وارد بر این نوع وسایل نسبت به سایر شناورها بسیار پیچیده است. در این پژوهش، در ابتدا، انواع نیروی پسای وارد بر هواناوها در آب مواج تشریح شده و روابط تحلیلی مورداستفاده برای هرکدام از موارد مطرح‌شده ارائه شده است؛ سپس برای نمونه نیروی پسای کل وارد بر یک هواناو با شرایط مشخص برای آب آرام و شرایط دریایی فورس 3 محاسبه شده است. نتایج بیانگر این است که نیروی پسای هامپ در سرعت حدود 2/10 نات برای آب آرام و شرایط دریایی فورس 3 به ترتیب در حدود 30 و 2/36 کیلونیوتن است. همچنین ملخ مناسب برای هواناو مذکور به‌منظور تأمین نیروی پیشرانش برای غلبه بر نیروی پسای وارد بر هواناو طراحی شده و محاسبات مربوط به آن مانند نیروی پیشرانش ملخ برحسب سرعت وسیله ارائه شده است
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Analytical Calculation of Drag Force on Hovercrafts in Calm and Wavy Water Conditions for the Design of Aerial Propellers in Propulsion Systems

نویسندگان English

Mostafa Monfared Mosghani 1
Seyed Alireza Shojaei 2
1 Assistant professor/ Malek Ashtar university of technology
2 MSc Aerospace Engineering, Malek Ashtar university of technology,,iran
چکیده English

A hovercraft is a dual-purpose vessel capable of traversing both water and land surfaces with minimal thrust, operating by generating a cushion of compressed air. This type of vessel comprises numerous components, many of which are unique and not utilized in other crafts. Consequently, accurately estimating the drag force on hovercraft presents a greater challenge compared to conventional vessels. In this research, first identifies and describes the various types of drag forces acting on a hovercraft. These include wave-making drag from the air cushion, aerodynamic profile drag, aerodynamic momentum drag, skirt drag, and the momentum drag force associated with air escaping from the front and rear skirts in calm water. In wavy conditions, additional forces such as wave-making drag, momentum drag, aerodynamic drag, residual drag, and wave motion drag are also considered. For each scenario, the relevant analytical relationships were presented. Subsequently, the total drag force acting on the hovercraft under specific conditions for both calm water and sea state 3 are calculated. The results indicate that the hump drag force at a speed of approximately 10 knots is approximately 30 kN in calm water and 36.2 kN in sea state 3. Furthermore, an appropriate propeller for the hovercraft is designed that can generate sufficient propulsion force to overcome the drag. The study also includes calculations of the propeller’s propulsion force in relation to the vehicle’s speed.

کلیدواژه‌ها English

Hovercraft
Drag Force
Hump Speed
Calm and Wavy Water
propeller
[1] Yun L, Bliault A. Theory and design of air cushion craft. Elsevier; 2000 May 26.
[2] Newman JN. Wave resistance of a moving pressure distribution in a canal. DTMB report. 1962.
[3] Hoerner SF. Fluid Dynamic Drag, published by the author. Midland Park, NJ. 1965:16-35.
[4] Plackett M, Wade R. Design aspects of seal systems for air cushion vehicles. In:Advanced Marine Vehicles Conference 1978 Apr 17 (p. 755).
[5] Plackett M. Design Aspects of Seal Systems for Air Cushion Vehicles. AIAA/SNAME Advanced Marine Vehicles Conference. U.S.A: San Diego, California; 1978.
[6] Chaplin JB. Amphibious Surface Effect Vehicle Technology--Past, Present and Future. 1974.
[7] Houghton EL, Carpenter PW. Aerodynamics for engineering students. Elsevier; 2003 Feb 12.
[8] Trillo RL. Jane's high-speed marine craft and air cushion vehicles. (No Title). 1989.

  • تاریخ دریافت 10 تیر 1403
  • تاریخ بازنگری 09 مرداد 1403
  • تاریخ پذیرش 23 مرداد 1403