אי יציבות אווירואלסטית של כנפונים עם קשיחות לא ליניארית

דני לוין

הפקולטה להנדסת אוירונוטיקה וחלל, הטכניון
עבודת מחקר לקראת תואר מגיסטר
בהנחיית פרופסור מוטי קרפל

העבודה מציגה שיטה יעילה לסימולציה בזמן של מערכת אווירואלסטית עם אי-ליניאריות מבנית. השיטה מתבססת על משוואות אווירואלסטיות ליניאריות, כשהתרומה הלא ליניארית מוכנסת לסימולציה כמשוב של חוג בקרה. השיטה מיושמת עבור כנפונים מתכתיים מהסוג המצוי בדרך כלל בטילים. כנפונים כאלה רועדים כשהם במהירויות טיסה הגבוהות ממהירות הפרפור הליניארית המחושבת, אולם הרעידות אינן מתפתחות בדרך כלל לכדי שבר אלא מגיעות לאמפליטודה קבועה - Limit Cycle Oscillations (LCO). מודל מבנה הכנפון מורכב מאלמנטי פלטה מישוריים. האי-ליניאריות המבנית נובעת מהקשחת הפלטה עקב מתיחת המישור האמצעי כשהפלטה מתכופפת. משוואות הפלטה הלא ליניאריות של וון קרמן כוללים איברי עיבור לא ליניאריים המשקפים את התופעה. האיברים הלא ליניאריים של משוואות וון קרמן, בשילוב הפרדה בין תנועת גוף קשיח ועיוותים אלסטיים של כל אלמנט, שימשו לבניית המשובים הלא ליניאריים באופן המתאים לרעידות באמפליטודות גדולות.

לעומת עבודות קודמות שהתבססו על אינטגרציה בזמן של משוואות המבנה המלאות תחת כוחות אווירודינמיים מ-CFD, המודל שלנו מבוסס על משוואות תנועה ליניאריות בקואורדינאטות מודאליות, המתקבלות מתוכנות מדף. הכנסת האפקטים הלא ליניאריים למערכת דרך משובי בקרה מהווה שיטה מאוד גמישה ורובוסטית אשר מתאימה לכל מבנה כנפון. את השיטה ניתן לשלב בקלות בתהליך התכן של כלי הטיס. השיטה נבדקה עבור מבנה כנפון טרפזי המופיע בספרות עם ניסויי מנהרה וחישובים נומריים. התוצאות שהתקבלו בעבודה שלנו התאימו טוב יותר לתוצאות ניסויי מנהרה מאשר עבודות קודמות שעסקו בנושא. לבסוף נבדק כנפון אופייני של טיל, גם במקרה זה התקבלו התאמות טובות לניסויי מנהרה שבוצעו בתעשייה.

ההרצאה תתקיים ביום רביעי 10.02.10
שעה 16:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה

המשך...

High Power Laser Weapons

Josef Shwartz

Past and on-going high power laser weapons development efforts will be described.

The presentation will start with an overview of the key laser attributes that have fueled the search for laser weapons over the past 40 years, and will continue with a description of the well-established chemical laser technologies and the demonstrations conducted to date to validate their military effectiveness. It will continue with a description of the recently demonstrated 100 kW Joint High Power Solid State Laser System, and the state of the art of single-mode high-power fiber lasers. Ongoing and planned activities to scale fibers into the 100 kW regime, widely regarded as the threshold for laser weapons applications, will be described as well.

The presentation will conclude with an assessment of the road ahead for laser weapons development.

ההרצאה תתקיים ביום שני 15.02.2010
שעה 13:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה

המשך...

Optical Stellar Interferometry

Steve Lipson

Physics Department, Technion

Stellar interferometers use an array of separate telescopes whose output light interferes optically. The resulting interference patterns allow stellar images to be calculated with resolution equivalent to that of a single telescope having diameter equal to the largest distance between individual telescopes in the array. This method is called "aperture synthesis". I will discuss the theory behind the analysis of such telescope imaging and some of the technical problems which arise. Finally, I will show images obtained by some of the interferometric arrays currently operating in UK, USA, Australia and Chile.

Monday, March 1st, 2010,
At 13:30-14:30 in the Seminar Room
Asher Space Research Institute, Technion
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה

המשך...

ניהוג עפיפונים של ספורט הגלישה (Kitesurfing)

יהודה שפיר

עבודת מחקר לקראת תואר מגיסטר
בהנחיית פרופ"ח גיל יוסילבסקי

בשנת 1987 רשמו האחים הצרפתים דומיניק וברונו לגוניון פטנט על עפיפון "מניע" (Traction Kite) הגורר גולש. מאז התפתח בעולם ספורט חדש של גלישת רוח שבו גולש עומד על גלשן קטן ומנהג עפיפון הגורר אותו. העפיפון מורכב משלד מתנפח שבשפת ההתקפה שלו בלון גלילי. הבלון מחובר בניצב לבלונים גליליים קטנים יותר המהווים חציצים. לשלד המתנפח תפורה יריעה דקה שמהווה את המשטח העליון של העפיפון. חתך המבנה (במבט חזיתי) קשתי. לקצות העפיפון מחוברים 4 חוטים – שניים באזור קצות שפת ההתקפה ושניים באזור קצות שפת הזרימה. בקצה האחר החוטים מחוברים לגולש. הניהוג מבוצע על ידי משיכת חוטי שפת הזרימה (יחסית לחוטי שפת ההתקפה). משיכת חוט אחד מפנה (מסבסבת) את העפיפון בכיוון החוט; משיכת שני החוטים מגדילה את זווית ההתקפה.

לאורך השנים התבסס פיתוח העפיפונים על שיטת ניסויי וטעייה, כך שעשרים שנה לאחר המצאתו לא ברור מהו המנגון האווירודינאמי של נהוג העפיפון ומהן התכונות האווירודינאמיות המגדירות "עפיפון מוצלח". עבודת מחקר זו מנתחת את הגורמים המשפיעים על ניהוג העפיפון ודינאמיקת הטסתו.

המחקר התבסס על סימולצית 3 דרגות חופש (3 זוויות) של עפיפון. האווירודינאמיקה של העפיפון הוצגה ע"י תורת קו עילוי אסימפטוטית ואומתה נקודתית בניסויי מנהרה בפקולטה. בעזרת מודל זה זוהו הקשרים בין צורת העפיפון לנגזרות היציבות והנהוג. ע"י סריקה שיטתית של צורות עפיפון שונות זוהו הקשרים שבין מאפייני העפיפון לבין מאפייני תנועתו סביב מצבי שווי משקל. מתוך התוצאות מסתמן שכל העפיפונים אינם יציבים דינאמית בסבסוב, אך מתחלקים בין שני אופני נהוג שונים – נהוג ע"י מומנט ונהוג ע"י כוח צד.

בהרצאה תוצג סקירה כללית של עפיפוני גלישה, מאפייניהם האווירודינאמיים, משוואות התנועה הייחודיות וכן תוצאות המחקר.

ההרצאה תתקיים ביום שני י' בשבט תש"ע (25.1.2010)
שעה 13:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה

המשך...