|
|
Design of an optimized multicopter propeller
Zeman, Petr ; Matějů, Jiří (referee) ; Dvořák, Petr (advisor)
Výdrž a účinnost multicopterů jsou z velké části ovlivněny výběrem pohonného systému, zejména pak vrtulí. Avšak u malých bezpilotních prostředků, které většinu času stráví ve visu (např. multicoptery), pracují vrtule při nízkých Reynoldsových číslech, případně i v režimu odtržení. Tyto problémy a efekty spojené s rotací jsou řešeny pomocí korekcí aerodynamických koeficientů a aplikovány na vírovou teorii. Tento přístup vede k významnému zvýšení přesnosti výpočtu leteckých vrtulí. Nicméně pro nulovou rychlost nabíhajícího proudu mají tyto korekce tendenci nadhodnocovat hodnoty tahu vrtule. Pro snížení výpočetní náročnosti a času nezbytného k získání potřebných aerodynamických vlastností pro různá Reynoldsova a Machova čísla jsou použity neuronové sítě. Celý proces je implementován do prostředí MATLAB (včetně grafického rozhraní, neuronových sítí a adaptivních algoritmů) a validován na pěti různých vrtulích k prokázání, že vypočtené výkony vrtulí se shodují s experimentálními daty. Variační počet byl vybrán jako metoda pro návrh optimalizované vrtule, jelikož s jeho využitím lze navrhnout vrtuli s maximálním tahem pro zadaný výkon. Pro ověření zvoleného přístupu byla navrhnuta optimalizovaná vrtule, jejíž koeficient tahu je vyšší než odpovídající vrtule, se kterou je srovnávána, při zachování stejné hodnoty koeficientu výkonu.
|
|
|
Wind tunnel measuring equipment calibration
de Boer, Hendrik ; Grim, Robert (referee) ; Matějů, Jiří (advisor)
V této diplomové práci bylo zkoumáno téma kalibrace zařízení a sekcí ve vztahu k aerodynamickému tunelu na brněnském institutu leteckého inženýrství. Přístroje používané v aerodynamickém tunelu jsou kalibrovány a jsou popsány a provedeny kalibrace sekcí na testovací sekci. Kalibrační listy a šablony sestav jsou vytvořeny za účelem zjednodušení budoucích procesů. Nově kalibrovaná sestava se používá k provádění měření síly a probuzení na modelovém voze, která jsou porovnána s předkalibrací měření, aby dále ilustrovala užitečnost kalibrací.
|
|
|
Propulsion unit of competition model airplane
Vančo, Miroslav ; Matějů, Jiří (referee) ; Hájek, Tomáš (advisor)
This bachelor´s thesis deals with the design and validation of the operation of the model propulsion system, according to the Aero Design East rules. The introduction is focused on rules and regulations of the competition and then, the point analysis is carried out. The research section is devoted to an overview of the propulsion system components and their basic parameters. The most appropriate configurations of the propulsion system are selected, based on calculations from the manufacturer´s datasheet. These configurations are then validated by measurements of static thrust and measurements in aerodynamic tunnel. In these measurements, the responses of the limiter for boundary power are also examined. In the last part, the choice of the propulsion system is completed.
|
|
|
Universal characteristics of piston engines with a propeller
Šafránek, Martin ; Matějů, Jiří (referee) ; Zikmund, Pavel (advisor)
Determining the characteristics of piston engines with a propeller is a complex task. Accurate calculations are based on engine and propeller characteristics from the manufacturers, which are, however, quite demanding. It is also possible to use simplified models that can predict the achievable values of propeller efficiency and fuel consumption. They are based on a simple propeller efficiency and maximum power. However, these models are often very inaccurate, which is a significant disadvantage. Therefore, it is possible to use the universal characteristics of propeller propulsion units, which offers a more accurate calculation of power and fuel consumption using a relatively simple model. The diploma thesis deals with a summary description of all characteristics of reciprocating internal combustion engines and propellers. A mathematical model was created here, which works according to a certain algorithm based on the joint work of the engine and the propeller. This model can predict the required power and fuel consumption in different flight modes much more accurately. The results were applied to the performance of ultralight aircraft, especially to the range, which was significantly increased.
|
|
|
Comparison of selected criteria of flight characteristcs on an airplane simulator
Melich, Peter ; Zikmund, Pavel (referee) ; Matějů, Jiří (advisor)
As of today, we might consider PC technologies as very progressive and advanced. Due to this fact, we have numerous commercial flight simulators available on the market nowadays. However, each flight simulator has it’s own specific characteristics and behaviour and that’s why I’m going to compare selected flight characteristics in the chosen flight simulator on a chosen aircraft type (Cessna 172SP in my case) and it’s comparison with measured data from real-life environment in this thesis. Data comparison will show us how accurately simulator responds to inputs from the user and if the simulation is similar in relation to real conditions.
|
|
|
Wind tunnel experiment of scaled car model preparation
Zedník, Roman ; Doupník, Petr (referee) ; Matějů, Jiří (advisor)
This master thesis focuses on designing of an external six-component balance. This universal concept would provide access of results from different models of wings, aircraft and automobiles with relatively small scales. This work also includes theoretical background needed in aerodynamic testing, analysis of 1D beam element model of scale and explanation of components used in scale. Lastly methods of calibration and measurement in aerodynamic tunnel are described, which can be adopted for this design to achieve the adequate level of accuracy.
|
|
|
Noise reduction oriented optimization of UAV propellers
Ecler, Matěj ; Matějů, Jiří (referee) ; Popela, Robert (advisor)
This diploma thesis deals with optimization of propellers with the aim to reduce their noise level. Based on the measurement of noise level of serial propellers, major propeller noise sources were evaluated. Subsequent 2D simulations of the flow on the individual profiles along the propeller span revealed the locations of separation bubbles, which were identified as a potential source of the noise. Based on these findings, propellers were equipped with turbulator trips of various dimensions and their effect on the noise level and efficiency of the propellers was experimentally verified. The results did not show contribution of turbulator trips to noise reduction or efficiency.
|
|
|
Competition Aircraft Model Tail Design
Hub, Pavel ; Šurkala, Martin (referee) ; Matějů, Jiří (advisor)
This bachelor’s thesis deals with an empennage design for a new competition aircraft. The introduction gives an overview of the Air Cargo Challenge 2019 competition and conceptual layout of the aircraft. The research part of the thesis is focused on possible tail configurations, tail parameters and a statistical analysis of commercially made aircrafts. The most suitable configurations are then compared in detail, during which basic longitudinal stability calculations are done. In the last part, load is calculated, followed by structural design and bearing components sizing.
|
|
|
Performance possibilities of VTOL Unmanned Aerial Vehicle
Bartlová, Tereza ; Matějů, Jiří (referee) ; Juračka, Jaroslav (advisor)
Tato bakalářská práce popisuje a vyhodnocuje výkonnosti bezpilotních leteckých prostředků se svislým vzletem a přistáním pro transport nákladu. První část práce popisuje problém v oblasti transportu nákladu a současně nastiňuje možné řešení tohoto problému pomocí bezpilotního leteckého prostředku. Dále je definována mise, kterou bezpilotní prostředek musí splnit, a podle této mise specifikuje výkonnostní požadavky na bezpilotní prostředek. V této části je rovněž krátce zmíněna problematika legislativy provozování dronů v Evropské Unii. Druhá část této práce se zabývá analýzami, pomocí kterých jsou posouzeny výkonnostní požadavky a odhad potřebného výkonu bezpilotního letadla pro splnění požadované mise. První analýza je založená na datech o letových výkonech existujících bezpilotních i pilotních letadlech. Druhá analýza se zabývá vztahem mezi výkonem a celkovou plochou vrtulí. Další analýza se zabývá vztahem mezi maximální vzletovou hmotností a celkovou plochou vrtulí. Na závěr je prověřen vliv různých konfigurací letadla se svislým vzletem a přistáním na potřebný výkon a celkovou plochu vrtulí. Třetí část této práce je zpracován prvotní konfigurační návrh bezpilotního prostředku se svislým vzletem a přistáním, s tandemovým uspořádáním otáčivých křídel osazených pohonnými jednotkami. Nejprve je pro tuto konfiguraci vybrán počet vrtulí a jejich průměr a také odhadnut potřebný výkon. Poté je popsán prvotní návrh hybridní pohonné soustavy. Následně je provedena hmotnostní analýza prvotního konfiguračního návrhu bezpilotního prostředku s hybridním pohonem. Na závěr po zhodnocení výsledků všech analýz, je prezentován výkres hrubého konfiguračního návrhu bezpilotního prostředku.
|
|
|
Influence of wing design modification on aircraft polar curve
Mixová, Alexandra ; Matějů, Jiří (referee) ; Navrátil, Jan (advisor)
This thesis focuses on determining the polar curve of Roko NG aircraft, its evaluation and design of possible wing modification; on the influence of said modification on the polar curve and determination of basic flight performance. The introduction explains basic concepts and problems of aerodynamics. The following part discusses the particular type in comparison with similar ultralight aircrafts. Measurement determines the actual polar curve which can be compared to the analytically determined polar curve of the existing airplane, and to the analytically determined polar curve of the plane with modified wing. From this newly defined polar curve, the basic flight performance is expressed and compared with the flight performance of the existing aircraft.
|
guest ::
