การวิเคราะห์หาค่าคุณลักษณะเฉพาะทางอากาศพลศาสตร์ของอากาศยานไร้คนขับพลังงานแสงอาทิตย์สมรรถนะสูงเพดานบินต่ำ M Solar-X โดยใช้อุโมงค์ลมความเร็วต่ำกว่าเสียง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาค่าคุณลักษณะเฉพาะทางอากาศพลศาสตร์ของแบบจำลองอากาศยานไร้คนขับพลังงานแสงอาทิตย์ M Solar-X และอากาศยานไร้คนขับพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้น-ลงทางดิ่ง M Solar-X VTOL โดยใช้การทดสอบในอุโมงค์ลมความเร็วต่ำกว่าเสียง ร่วมกับการวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมคำนวณพลศาสตร์ของไหล เพื่อประเมินผลกระทบของการติดตั้งระบบขึ้น-ลงทางดิ่งต่อสมรรถนะทางอากาศพลศาสตร์ ซึ่งผลการศึกษาพบว่า การติดตั้งระบบขึ้น-ลงทางดิ่งไม่ส่งผลกระทบต่อค่าสัมประสิทธิ์แรงยกอย่างมีนัยสำคัญ แต่ส่งผลให้สัมประสิทธิ์แรงต้านมีค่าเพิ่มขึ้นประมาณ 30-45% เมื่อเปรียบเทียบกับแบบไม่ติดตั้งระบบขึ้น-ลงทางดิ่ง และจากการทดสอบด้วยอุโมงค์ลมพบว่าอากาศยานไร้คนขับ M Solar-X และ M Solar-X VTOL มีค่าสัมประสิทธิ์แรงยกสูงสุดอยู่ในช่วง 1.4282-1.4609 มุมปะทะวิกฤตอยู่ในช่วง 10-12 องศา และค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านที่มุมปะทะศูนย์องศาอยู่ในช่วง 0.03059-0.05018 โดยมีค่าอนุพันธ์ของโมเมนต์ปักเงยรอบจุดศูนย์ถ่วงของอากาศยานเทียบกับมุมปะทะมีค่าเป็นลบ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า อากาศยานมีเสถียรภาพสถิตในแนวแกนลำตัว โดยการเพิ่มขึ้นของแรงต้านส่งผลให้อัตราส่วนแรงยกต่อแรงต้านลดลง ซึ่งมีผลโดยตรงต่อระยะเวลาการบินและพิสัยบิน อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการขึ้น-ลงทางดิ่งช่วยขยายขอบเขตการบินและเพิ่มความยืดหยุ่นในการปฏิบัติภารกิจในพื้นที่จำกัด ทั้งนี้ การคำนวณด้วยโปรแกรมคำนวณพลศาสตร์ของไหลมีผลลัพธ์ที่สามารถยืนยันความถูกต้องของค่าที่ได้จากการทดสอบในอุโมงค์ลมความเร็วต่ำกว่าเสียง จึงสามารถนำค่าคุณลักษณะเฉพาะทางอากาศพลศาสตร์ที่ได้ไปใช้ในงานวิจัยที่เกี่ยวข้องต่อไป