This volume covers the phases from design to manufacturing of a wind tunnel test support structure for a conceptual blended wing-body UAV designed by KTH Green Raven Project students. The innovative aircraft design demonstrates sustainability within aviation by utilizing a hybrid electric-fuel cell propulsion system. The wind tunnel test to be conducted at Bristol University will produce data to evaluate the aerodynamic properties of the model for design verification. The wind tunnel model is a small-scaled 1.5m-span model supported by struts that change the pitch and yaw angles during testing. An external force balance provided by Bristol University measures the loads and moments experienced by the model. The main requirements for the structure are to withstand the aerodynamic loads imposed by the model and to change the model's orientation while maintaining wind speed during the test. The maximum aerodynamic loads were provided in a matrix, the largest of which was used as the load condition for the support equating to a 512N lift at 14 degrees AOA. Trade studies were conducted to determine the mechanisms to satisfy the requirements while staying within budget. The chosen design for the support structure includes a circular base plate constrained by a locking ring with positioning pins to change the yaw angle. The main strut is mounted at the the center of the circular base plate. A hinge bracket at the top of the strut interfaces with another hinge bracket within the model via a clevis pin. An electric linear actuator mounted downstream of the main strut is used to vary the pitch angle, with the center of rotation at the clevis pin. Once the design was finalized, finite element analysis was done to verify the structural stability of the design. The FEA results were compared to Euler-Bernoulli approximations for deflection. Manufacturing of the components was out-sourced while assembly and programming of the actuator was done in-house. / Det här examensarbetet är en del av ett projekt som omfattar processen från design till tillverkning av en vindstunnelstödstruktur för en konceptuell UAV av typen flygande vinge, designad av KTH Green Raven Project-studenter. Den innovativa flygplanskonstruktionen visar hållbarhet inom flygindustrin genom att använda hybridbränsleceller som framdrivningssystem. Vindtunneltest som genomförs vid Bristol University kommer att producera data för att utvärdera de aerodynamiska egenskaperna hos modellen för verifiering av designen. Vindtunnelmodellen är en nedskalad modell på 1,5 m som stöds av stag som ändrar anfalls- och girvinklarna under testningen. En extern mätsond från Bristol University mäter de krafter och moment som modellen utsätts för. De viktigaste kraven för konstruktionen är att motstå de aerodynamiska lasterna som modellen påför och att ändra modellens orientering samtidigt som vindhastigheten bibehålls under testet. De maximala aerodynamiska belastningarna tillhandahölls i en matris; varav den största användes som lastfall för stödet motsvarande en 512N lyftkraft vid 14 graders anfallsvinkel. Jämförande studier genomfördes för att bestämma mekanismerna för att uppfylla kraven samtidigt som de låg inom budgeten. Den valda konstruktionen för stödkonstruktionen består av en cirkulär basplatta som fixeras med hjälp av en låsring, och som har positioneringsstift för att ändra girvinkeln. En huvudstång är monterad i mitten av basplattan upp till ett gångjärnsfäste i modellen. Bakom detta sitter ett linjärt ställdon som dras ut och skjuts ihop för att ändra modellens attityd med rotationscentrum vid det övre fästet på huvudstaget. När designen slutfördes gjordes en finit elementanalys för att verifiera dess strukturella stabilitet. FEA-resultaten jämfördes med Euler-Bernoulli-uppskattningar för utböjning. Tillverkningen av komponenterna överläts till extern part, medan monteringen och programmeringen av ställdonet gjordes internt.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-305166 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Ghika, Sara |
| Publisher | KTH, Lättkonstruktioner |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2021:343 |
Page generated in 0.0021 seconds