Σχεδίαση και μελέτη καινοτόμας αεροτομής με μεταβαλλόμενη γεωμετρία ρύγχους για βελτιστοποίηση της απόδοσης σε υποηχητικές και υπερηχητικές ροές.

Simple item page
dc.contributor.advisorΚαλαράκης, Αλέξανδρος
dc.contributor.authorΧαβιάρας, Παντελεήμων
dc.contributor.committeeΣκούρας, Ευγένιος
dc.contributor.committeeΤσώλου, Γεωργία
dc.contributor.departmentΤμήμα Μηχανολόγων Μηχανικώνel
dc.contributor.facultyΣχολή Μηχανικώνel
dc.contributor.masterΜηχανολόγων Μηχανικών (Integrated master)el
dc.date.accessioned2025-10-20T08:21:01Z
dc.date.available2025-10-20T08:21:01Z
dc.date.issued2025-10-17
dc.description.abstractΜία πτέρυγα συμβατικής γεωμετρίας, είναι κατάλληλη για την παραγωγή άντωσης και την μείωση της οπισθέλκουσας που παράγει και χρησιμοποιείται σε ταχύτητες μικρότερες από αυτήν του ήχου. Όταν η σχετική ταχύτητα πλησιάσει τον κρίσιμο αριθμό Mach (Mcr), τότε παρατηρείται η δημιουργία τοπικών υπερηχητικών περιοχών στην επιφάνεια της πτέρυγας. Τα κρουστικά κύματα που εμφανίζονται δεν είναι δυνατόν να αντιμετωπιστούν σωστά από μία συμβατική αεροτομή, εξαιτίας της γεωμετρίας της και έτσι αυξάνεται απότομα η οπισθέλκουσα, όσο πλησιάζουμε την ταχύτητα του ήχου. Καταλαβαίνουμε λοιπόν πως για ταχύτητες μεγαλύτερες του ενός Mach, η προσέγγιση στον σχεδιασμό της πτέρυγας πρέπει να αλλάξει. Τα δύο βασικά χαρακτηριστικά μίας υπερηχητικής πτέρυγας είναι η συμμετρία ως προς την χορδή της και η χρήση κοφτερών ακμών προσβολής και εκφυγής. Το συμμετρικό προφίλ της, της επιτρέπει να παράγει την απαραίτητη άντωση, χωρίς όμως να χρησιμοποιούνται απότομες αλλαγές στην γεωμετρία που θα δυσκόλευαν τον έλεγχο των παραγόμενων κρουστικών κυμάτων. Παράλληλα, οι κοφτερές γωνίες, είναι απαραίτητες για την ομαλή προσκόλληση των κρουστικών κυμάτων στο εμπρός και πίσω μέρος της αεροτομής. Παρόλα αυτά, το μειονέκτημα στον συγκεκριμένο σχεδιασμό είναι το εξής: Σε χαμηλές ταχύτητες οι κοφτερές ακμές μπορούν να οδηγήσουν σε απρόσμενη αποκόλληση της ροής, νωρίτερα σε σχέση με μία συμβατική πτέρυγα, ενώ ο συντελεστής lift/drag που παράγουν είναι μειωμένος. Τα προβλήματα αυτά κάνουν τα αεροσκάφη ασταθή στις ταχύτητες αυτές, στις ο-ποίες αναπόφευκτα θα βρεθούν. Θα μελετηθεί λοιπόν ο σχεδιασμός μία αεροτομής, η οποία θα μεταβάλλει την γεωμετρία της κατά βούληση, με σκοπό την αποδοτική χρήση της τόσο σε υποηχητικές, όσο και σε υπε-ρηχητικές ταχύτητες. Στόχος είναι η εκμετάλλευση των χαρακτηριστικών που προσφέρει μία συμβατική πτέρυγα (παραγωγή άντωσης, μειωμένη οπισθέλκουσα) σε M<1 και η ελεγχόμενη καθοδήγηση των παραγόμενων κρουστικών κυμάτων προς όφελος μας, μειώνοντας το wave drag σε ταχύτητες ροής M>=1. Η πτέρυγα θα ελεγχθεί για την αποδοτικότητά της στην αρχική και τελική θέση του ρύγχους, ενώ παράλληλα θα μελετηθεί και σε ενδιάμεσες θέσεις «κλειδιά» για να εξασφαλιστεί η ομαλή μεταβολή της γεωμετρίας ανάμεσα στις ακραίες θέσεις. Είναι σημαντικό η πτέρυγα να έχει την απαιτούμενη απόδοση κατά την διάρκεια της μετάβασης.el
dc.description.abstracttranslatedA conventional wing geometry is suitable for lift production and drag reduction at speeds be-low the speed of sound. When the fluid speed approaches the critical Mach number (Mcr), local supersonic regions form on the wing's surface. The shockwaves that appear cannot be effectively managed by a conventional airfoil due to its geometry, and as a result, wave drag sharply increases as the speed nears the speed of sound. For speeds greater than Mach 1, the wing design approach must change. The two main characteristics of a supersonic wing are symmetry with respect to its chord and the use of sharp leading and trailing edges. Its symmetrical profile allows it to generate the necessary lift without introducing abrupt changes in geometry that would complicate the control of the generated shock waves. At the same time, the sharp edges are essential for the smooth attachment of shock waves to the front and rear parts of the airfoil. Nevertheless, the drawback of this particular design is the following: At low speeds, the sharp edges can lead to unexpected flow separation, occurring earlier compared to a conventional wing, while the lift-to-drag ratio they produce is reduced. These problems make the aircraft un-stable at these speeds, which it will inevitably encounter. Therefore, the design of an airfoil will be studied, which can alter its geometry at will, aiming for efficient use both at subsonic and supersonic speeds. The goal is to exploit the characteristics offered by a conventional wing (lift generation, reduced drag) at M < 1 and to control the generated shock waves to our advantage, reducing wave drag at flow speeds of M ≥ 1. The wing will be tested for its efficiency at the initial and final nose positions, while it will also be examined at intermediate 'key' positions to ensure the smooth transition of its geometry between the extreme positions. It is important for the wing to maintain the required performance during the transition.el
dc.format.extent110el
dc.identifier.urihttps://amitos.library.uop.gr/xmlui/handle/123456789/9242
dc.language.isoelel
dc.publisherΠανεπιστήμιο Πελοποννήσουel
dc.rightsΑναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/*
dc.subject.keywordΑεροδυναμική, Πτέρυγα, CFD, Shockwave, Κρουστικό Κύμα, Leading Edge, Υπολογιστική Ρευστοδυναμικήel
dc.titleΣχεδίαση και μελέτη καινοτόμας αεροτομής με μεταβαλλόμενη γεωμετρία ρύγχους για βελτιστοποίηση της απόδοσης σε υποηχητικές και υπερηχητικές ροές.el
dc.title.alternativeDesign and study of an innovative airfoil with variable leading-edge geometry for optimizing performance in subsonic and supersonic flows.el
dc.typeΜεταπτυχιακή διπλωματική εργασίαel

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
Διπλωματική Εργασία - Χαβιάρας Παντελεήμων - 20124.pdf
Size:
5.87 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Διπλωματική Εργασία
Download

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
933 B
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description:
Download

Collections

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών (Μ. Δ. Ε.)