سیروان فرهادی

این تحقیق به طراحی مفهومی و بهینه‌سازی یک هشت‌پره هیبرید-الکتریکی برای حمل بار یا مسافر می‌پردازد. این وسیله از یک موتور وانکل متصل به یک ژنراتور برق برای راه‌اندازی موتورهای بدون جاروبک و شارژ باتری‌ها استفاده می‌کند. یک الگوریتم ژنتیک برای بهینه‌سازی وزن کل و نیروی رانش به کار گرفته شده است. متغیرهای طراحی شامل قدرت موتور، ظرفیت مخزن سوخت، ظرفیت و تعداد سلول‌های باتری، ثابت سرعت موتور بدون جاروبک، جریان الکتریکی کنترل‌کننده‌های سرعت، طول بازو، قطر مقطع عرضی بازوها، شعاع پروانه و سرعت زاویه‌ای پروانه می‌باشد. در الگوریتم مورد استفاده، نسبت جرم به وزن موتور به عنوان یک پارامتر ورودی کلیدی برای بررسی تأثیر فناوری بر طراحی نهایی در نظر گرفته شده است. در این مطالعه، دو تابع هدف بهینه‌سازی استفاده می‌شوند: ۱- حداکثر کردن نسبت سوخت به وزن ناخالص و ۲- حداکثر کردن نسبت نیروی رانش به وزن. نتایج عددی نشان می‌دهد که با طراحی‌های ارائه شده توسط تابع هدف اول، پروازهای طولانی به طول حدود ۱۰۰۰ کیلومتر قابل دستیابی است، که به دلیل ظرفیت بالای سوخت آن‌ها می‌باشد. طبق محاسبات ما، عملکرد کلی پیکربندی‌های هشت‌پره به‌دست‌آمده از تابع هدف دوم و برای نسبت‌های جرم به قدرت موتور a=0.3 و a=0.6 (کیلوگرم بر کیلووات) بسیار به هم نزدیک است. به عبارت دیگر، پیشرفت بیشتر در نسبت جرم به وزن موتورهای وانکل منجر به بهبود قابل توجهی در وسایل نقلیه VTOL (عمود پرواز و فرود) کوتاه‌برد نمی‌شود.