Planörler için verimli kanat tasarımı

Bu araştırmanın amacı menzil ve havada kalma süresi açısından performansa katkıda bulunan optimize edilmiş planör kanat tasarımı elde etmektir. Bu çalışma, Multidisipliner Tasarım Optimizasyonu yaklaşımını (MDO) kullanarak aero-yapısal tasarım optimizasyonu sunmaktadır. Bu optimizasyon Python'da yazılmış ve NASA'nın OpenMDAO çerçevesinde geliştirilen açık kaynaklı, düşük performanslı bir aero-yapısal (aerostructural) analiz ve optimizasyon aracı olan OpenAeroStruct (OAS) kullanarak gerçekleştirilir. Planör kanadını modellemek için, OAS'deki aero-yapısal model, aerodinamik için bir Vortex Lattice Metodu'nu, yapı için bir 1-B Sonlu Elemanlar Analizi ile birleştirdi. Alçalma Hızını hedef fonksiyonu olarak en aza indirmek için, değişken on iki tasarım değişkeniyle ve iki kısıtlayıcıya tabi bir aero-yapısal optimizasyon problemi formüle edilmiştir. Optimizasyon için başlanğıç olarak basit bir kanat tasarımı kullanılmıştır. Aero-yapısal optimizasyon bulguları, optimize edilmiş kanadın her iki disiplinde de gelişme gösterdiğini işaret etmiş olup bunun da mesafe ve havada kalma süresi açısından planörün daha iyi bir performans sergilediğini gösterdi. Optimize edilmiş kanat, havada kalma süresinde %37, mesafede ise %27 artış göstermiştir.