การออกแบบ และวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์ของอากาศยานไร้คนขับพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีขีดความสามารถในการขึ้น-ลงทางดิ่ง
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทความนี้นำเสนอกระบวนการออกแบบเชิงหลักการเพื่อออกแบบปรับปรุงอากาศยานไร้คนขับพลังงานแสงอาทิตย์แบบปีกตรึง M Solar-X ให้มีขีดความสามารถในการขึ้น-ลงทางดิ่ง โดยเลือกใช้ระบบขึ้น-ลงทางดิ่งประเภท Separate Lift and Thrust โดยกระบวนการออกแบบที่นำเสนอมีความง่าย ไม่ซับซ้อน เนื่องจากระบบขึ้น-ลงทางดิ่งประเภทนี้มีระบบขับเคลื่อนไปข้างหน้ากับระบบขับเคลื่อนในการขึ้น-ลงในแนวดิ่งที่ทำงานแยกกันอย่างชัดเจน นอกจากนี้กระบวนการวิเคราะห์ค่าคุณลักษณะอากาศพลศาสตร์โดยใช้โปรแกรมคำนวณพลศาสตร์ของไหล (CFD)ได้ถูกนำเข้ามาในกระบวนการออกแบบเพื่อตรวจสอบและยืนยันความถูกต้องของการออกแบบเชิงหลักการ ผลลัพธ์จากกระบวนการออกแบบ พบว่า อากาศยานไร้คนขับพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้น-ลงทางดิ่ง (M Solar-X VTOL) มีน้ำหนักสุดท้ายรวมเท่ากับ 18.9 กิโลกรัม ซึ่งมีน้ำหนักเพิ่มมากขึ้นจากเดิม 57.5 เปอร์เซ็นต์ โดยผลการวิเคราะห์ค่าคุณลักษณะเฉพาะทางอากาศพลศาสตร์ พบว่า ระบบขับเคลื่อนขึ้น-ลงทางดิ่งที่ติดตั้งบนอากาศยานไร้คนขับแบบปีกตรึงส่งผลกระทบกับค่าสัมประสิทธิ์แรงยกน้อยมาก ในขณะที่จะส่งผลกระทบกับค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านสูงขึ้นเฉลี่ยประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ ในตลอดทุกมุมปะทะ และจากผลการคำนวณสมรรถนะอากาศยานเบื้องต้น พบว่าอากาศยานไร้คนขับพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้น-ลงทางดิ่ง (M Solar-X VTOL) มีค่าความเร็วร่วงหล่นเท่ากับ 13.4 เมตรต่อวินาที และสมรรถนะการบินทนนานสูงสุดเท่ากับ 2.21 ชั่วโมง หรือ 2 ชั่วโมง 13 นาที ซึ่งสอดคล้องกับเงื่อนไขกำหนดความต้องการปฏิบัติภารกิจ
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
- เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนายเรืออากาศ ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรง กองบรรณาธิการวารสาร ไม่จำเป็นต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใด ๆ
- บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนายเรืออากาศถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนายเรืออากาศ หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ หรือเพื่อกระทำการใด ๆ จะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักอักษรณ์จากวารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนายเรืออากาศ ก่อนเท่านั้น
เอกสารอ้างอิง
Jiajan, W. (2017). Aerodynamic Study and Analysis of Airfoils and Wings of Tailless Mini-UAV. NKRAFA Journal of Science and Technology. 13(13): 45-56.
Royal Thai Air Force. (2017). M Solar-X UAV. Retrieved on July 10, 2023, from https://www.facebook.com/RTAFpage/ videos/289643482130295/
Jiajan, W., Kumpoom, Klongtrujrok, J. and Yutthayanon, I. (2018). Conceptual Design of Tactical Solar Power UAV. 9International Conference on Mechanical Engineering TSME (ICoME).
Dewi, P.T., Hadi, G.S.,Kusnaedi, M.R., Budiyarto, A., and Budiyono. (2016). A Design of Separate Lift and Thrust Hybrid Unmanned Aerial Vehicle. The Journal of Instrumentation, Automation and Systems. 2(2): 45-51.
Rahman, Y.A.A., Hajibeigy1, M.T., Al-Obaidi, A.H.M., and Cheah, K.H. (2018). Design and Fabrication of Small Vertical-TakeOff-Landing Unmanned Aerial Vehicle. MATEC Web of 152Conferences.
Dündar, O., Bilici, M., and Ünler, T. (2020). Design and performance analyses of a fixed wing battery VTOL UAV. Engineering Science and Technology,an International Journal. 23(5): 1182-1193.
Sonkar, S., Kumar, P., Puli, Y.T., George, R.C., Philip, D., and Ghosh, A.K. (2023). Design & Implementation of an Electric Fixed-wing Hybrid VTOL UAV for Asset Monitoring. Journal of Aerospace Technology and Management. São José dos Campos. 15(1): 8-23.
Palaia, G., Rizzo, E., and Vincenzo, B. (2019). Design of Box-wing VTOL UAV. Aircraft Engineering and Aerospace Technology. 92(25):737-743.
นภดล ปุ่นประเสริฐ และ วันชัย เจียจันทร์. (2021). การออกแบบเชิงหลักการและการวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์ของอากาศยานไร้คนขับขึ้น-ลงทางดิ่งประเภทหางตั้ง. วิศวสารลาดกระบัง. 38(4): 130-150.
G. Landolfo. (2008). Aerodynamic and Structural Design of a small Nonplanar Wing UAV. M.S. Thesis, Dept Aerospace Eng., Univ. Dayton, Dayton, OH, USA.
Sparkletech. (2016). Eagle Hero. . Retrieved on July 25, 2023, from https://www.sparkletech.hk/uav-product/eaglehero/
Sparkletech, (2016). Fixed Wing VTOL Drone - Tiger Shark Battery power. Retrieved on July 25, 2023, from
https://www.sparkleuav.com/drones-vtol/fixed-wing-hybrid-drone.html.
Sparkletech, (2016). Long Range Drones - Dragon VTOL. Retrieved on July 25, 2023, from https://www.sparkleuav.com/drones-vtol/long-range-fixed-wing-drones.html.
Sparkletech. (2016). VTOL Survey Drone - Ranger. Retrieved on November 28, 2023, from https://www.sparkleuav.com/drones-vtol/vtol-survey-drone.html.
Ewatt Technology Co.,Ltd. (2016). EWG-E2V VTOL Fixed-wing UAV. Retrieved on November 28, 2023, from
https://ewtttechnology2010.en.ec21.com/EWG_E2V_VTOL_Fixed_wing--10777852_10777908.html.
SUAS news. (2016). JOUAV/CW-10 Electric Hybrid VTOL Fixed-wing UAV. Retrieved on November 28, 2023, from https://www.suasnews.com/2016/06/44305/.
Raymer D. (2012). Sizing from a Conceptual Sketch Aircraft. In Design: A Conceptual Approach, 5th ed. Reston, VA, USA: American Institute of Aeronautics and Astronautics,2012, ch3–6,pp. 11-113.
X. Lyu, H. Gu, Y. Wang, Z. Li, S. Shen, and F. Zhang. (2017). Design and implementation of a quadrotor tail-sitter vtol uav. IEEEInternational Conference on Robotics and Automation (ICRA).
FLUENT. (2006). FLUENT 6.3 User's Guide. ANSYS Inc.
Menter, F.R. (1994). Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications. AIAA j. 32(8): 1598-1650.
