|
|
Univerzální charakteristiky pístových motorů s vrtulí
Šafránek, Martin ; Matějů, Jiří (oponent) ; Zikmund, Pavel (vedoucí práce)
Stanovení charakteristik pístových motorů s vrtulí je složitý úkol. Přesné výpočty jsou založeny na motorových a vrtulových charakteristikách od výrobců, které jsou ovšem pro výpočet značně náročné. Existuje také možnost použít zjednodušené modely, které dokážou predikovat dosažitelné hodnoty účinnosti vrtule a spotřeby paliva. Jsou založeny na jednoduchém průběhu účinnosti vrtule a maximálního výkonu. Avšak tyto modely bývají často velmi nepřesné, což je značná nevýhoda. Proto se nabízí možnost využít univerzální charakteristiky pohonných jednotek s vrtulí, které nabízí zpřesnění výpočtu výkonu a spotřeby paliva při použití relativně jednoduchého modelu. Diplomová práce se zabývá souhrnným popisem všech charakteristik pístových spalovacích motorů a vrtulí. Byl zde vytvořen matematický model, který pracuje podle určitého algoritmu na základě společné práce motoru a vrtule. Tento model dokáže mnohem přesněji predikovat potřebný výkon a spotřebu paliva v různých režimech letu. Výsledky byly aplikovány na výkony ultralehkého letadla, především na dolet, u kterého došlo ke značnému zvýšení.
|
|
|
Design of an optimized multicopter propeller
Zeman, Petr ; Matějů, Jiří (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
The endurance and hover efficiency of multicopters are mostly affected by the selection of powertrain, especially propellers. Since multicopters operate in most of the of time in hover, at small unmanned aerial systems (UAV), propeller blade airfoils operate at low Reynolds number or even beyond stall angle. To overcome these difficulties the corrections to aerodynamic coefficients are used and applied to vortex theory. Also, rotational effects are considered. This leads to significant improvement in the accuracy of modeling aircraft propellers, but for zero incident speed, it tends to overestimate produced thrust. The neural networks are used to reduce both computational time and time required to obtain the proper aerodynamic coefficient for various Reynolds and Mach number. Whole process was implemented in MATLAB (including GUI, NN, adaptive computing algorithms) and validated on five different propellers. Computed propeller performance is in good match with experimental data. For propeller optimization was selected method based on a calculus of variations. This method can find propeller with highest thrust for prescribed power requirements. To prove the presented approach an optimized propeller been designed. It has a higher thrust coefficient than a relevant competitor for some value of power coefficient.
|
|
|
Univerzální charakteristiky pístových motorů s vrtulí
Šafránek, Martin ; Matějů, Jiří (oponent) ; Zikmund, Pavel (vedoucí práce)
Stanovení charakteristik pístových motorů s vrtulí je složitý úkol. Přesné výpočty jsou založeny na motorových a vrtulových charakteristikách od výrobců, které jsou ovšem pro výpočet značně náročné. Existuje také možnost použít zjednodušené modely, které dokážou predikovat dosažitelné hodnoty účinnosti vrtule a spotřeby paliva. Jsou založeny na jednoduchém průběhu účinnosti vrtule a maximálního výkonu. Avšak tyto modely bývají často velmi nepřesné, což je značná nevýhoda. Proto se nabízí možnost využít univerzální charakteristiky pohonných jednotek s vrtulí, které nabízí zpřesnění výpočtu výkonu a spotřeby paliva při použití relativně jednoduchého modelu. Diplomová práce se zabývá souhrnným popisem všech charakteristik pístových spalovacích motorů a vrtulí. Byl zde vytvořen matematický model, který pracuje podle určitého algoritmu na základě společné práce motoru a vrtule. Tento model dokáže mnohem přesněji predikovat potřebný výkon a spotřebu paliva v různých režimech letu. Výsledky byly aplikovány na výkony ultralehkého letadla, především na dolet, u kterého došlo ke značnému zvýšení.
|
|
|
Design of an optimized multicopter propeller
Zeman, Petr ; Matějů, Jiří (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
The endurance and hover efficiency of multicopters are mostly affected by the selection of powertrain, especially propellers. Since multicopters operate in most of the of time in hover, at small unmanned aerial systems (UAV), propeller blade airfoils operate at low Reynolds number or even beyond stall angle. To overcome these difficulties the corrections to aerodynamic coefficients are used and applied to vortex theory. Also, rotational effects are considered. This leads to significant improvement in the accuracy of modeling aircraft propellers, but for zero incident speed, it tends to overestimate produced thrust. The neural networks are used to reduce both computational time and time required to obtain the proper aerodynamic coefficient for various Reynolds and Mach number. Whole process was implemented in MATLAB (including GUI, NN, adaptive computing algorithms) and validated on five different propellers. Computed propeller performance is in good match with experimental data. For propeller optimization was selected method based on a calculus of variations. This method can find propeller with highest thrust for prescribed power requirements. To prove the presented approach an optimized propeller been designed. It has a higher thrust coefficient than a relevant competitor for some value of power coefficient.
|
host ::
RSS.