Дослідження впливу профілю променів рами на аеродинамічний опір
Вантажиться...
Дата
2026
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Цей дипломний проєкт присвячений покращенню аеродинамічної ефективності та паливно-енергетичної автономності мультироторних безпілотних літальних апаратів (БПЛА) шляхом профілювання променів рами на прикладі 10-дюймової платформи. На етапі проєктування було виконано аналіз поширених конфігурацій рамних структур (прямокутного та круглого перерізів лучів) та розраховано кінематичні параметри комбінованого повітряного потоку, що діє на промінь у динамічному горизонтальному польоті. Визначено розрахункові просторові навантаження, зумовлені максимальною вертикальною тягою двигунів Flash Hobby 3115 900KV та розподіленим швидкісним напором зустрічного вітру за швидкості 70 км/год під кутом атаки 20°. Засобами комп'ютерного тривимірного моделювання та числових методів гідрогазодинаміки в середовищі SolidWorks Flow Simulation було проведено серію порівняльних симуляційних досліджень. Виявлено закономірності відриву прикордонного шару та формування зон донного завихрення для базових геометричних форм. На основі отриманих результатів розроблено та верифіковано модифікований товстий симетричний профіль променя авіаційного типу з габаритними розмірами 30х15 мм та товщиною стінок 3.5 мм, інтегрований у рамну збірку з урахуванням кута тангажу. Доведено, що впровадження каплеподібної геометрії забезпечує безрозоривне обтікання конструкції та знижує силу лобового опору променя у 2,24 раза порівняно з прямокутною балкою. Виконано перевірочні розрахунки на міцність та жорсткість (визначення моментів опору перерізу, напружень косого згину та коефіцієнта запасу міцності), які підтвердили конструкційну надійність розробленого порожнистого елемента при використанні FDM-друку полімерними композитами. Проведено інженерно-економічний аналіз енергетичного балансу бортової мережі при живленні від акумулятора Li-Ion 6S2P 8000mAh, який засвідчив зниження загального енергоспоживання БПЛА на 7%, що забезпечує пролонгацію польотного часу на 2 хвилини 20 секунд та розширення лінійного радіуса дії апарата на 2.7 км. До оптимізованої конструкції рами виконано повний комплект CAD-моделей та робочих кресленнь.
Опис
Ключові слова
профілювання, промінь рами, каплеподібна геометрія, розрахунки на міцність та жорсткість
Бібліографічний опис
Кралюк, М. О. Дослідження впливу профілю променів рами на аеродинамічний опір : дипломний проект ... бакалавра : 131 Прикладна механіка / Кралюк Марія Олександрівна. – Київ, 2026. – 68 с.