Kinematický a dynamický popis pohybu kinematického mechanismu náběžné hrany morfovatelného křídla

Simple item page
but.committeeIng. Lubomír Junek, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (místopředseda) doc. Ing. František Šebek, Ph.D. (člen) Ing. Oldřich Ševeček, Ph.D. (člen) Ing. Petr Vosynek, Ph.D. (člen) Ing. Dávid Halabuk, Ph.D. (člen) Ing. Petr Marcián, Ph.D. (člen) doc. Ing. Jana Horníková, Ph.D. (člen)cs
but.defencePři obhajobě student nejprve prezentoval svou bakalářskou práci, po skončení prezentace byly předneseny posudky vedoucího práce a oponenta, včetně jejich hodnocení a připomínek. Následně student odpověděl na otázky položené oponentem v posudku. Poté byly členy komise položeny následující otázky: Co je to “optimální návrh” křídla a na základě jakých parametrů Na co se zaměřovala pevnostní analýza a jaká kritéria byla zvolena Obhajoba práce byla hodnocena jako A-Výborná.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programZáklady strojního inženýrstvícs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorHrstka, Miroslaven
dc.contributor.authorJanega, Tomášen
dc.contributor.refereeMarcián, Petren
dc.date.accessioned2025-06-14T03:56:52Z
dc.date.available2025-06-14T03:56:52Z
dc.date.created2025cs
dc.description.abstractKontrola zmeny profilu krídla a zameranie na vývoj riadiaceho mechanizmu môže v budúcnosti priniesť množstvo zlepšení v leteckých aplikáciach. Hlavnými výhodami sú zníženie hluku z leteckej dopravy a redukcia spotreby paliva. Menšia spotreba paliva ma ďalej za následok lacnejšiu prevádzku letu a znížený dopad na životné prostredie. Aj napriek výhodám má zmena profilu krídla svoje obmedzenia, medzi ktoré patrí návrh optimálnej geometrie hnacieho mechanizmu, možnosť jeho zaťaženia, hmotnosť a kontrola ovládania. Návrh optimálnej geometrie je dôležitý najmä z hladiska potreby laminárneho prúdenia na nábežnej hrane krídla. Ideálne by nábežná hrana nemala obsahovať prvky, ktoré toto prúdenie narúšajú. Zároveň je stále potrebná schopnosť ovládať zmenu daného profilu. To môže byť dosiahnuté optimálne navrhnutým mechanizmom pripojeným na flexibilný plášť profilu krídla. Aby sa dal takýto mechanizmus navrhnúť, je nutné pochopiť ako reaguje za rôznych podmienok pri pohybe a zaťažení. Pomocou naprogramovania mechanizmu v jazyku Python je to možné simulovať. Najprv musí byť vytvorený počiatočný model, v tomto prípade v 3D softvéry Inventor. Odtiaľ je možné extrahovať vstupné údaje, ktorými sú geometria, hmotnosti a momenty zotrvačnosti telies. Tie sú potrebné pri zostavovaní kinematických a dynamických rovníc. Kinematická analýza rieši mechanizmus ako rovinnú úlohu, kde dokonalo tuhé telesá vykonávajú rotačný alebo obecný rovinný pohyb. Počiatočné neznáme parametre sú riešené pomocou vektorovej metódy. Touto metódou vzniknú rovnice pre uzavretý kinematický reťazec, z ktorého je možné riešiť tieto neznáme parametre. V tomto prípade však vznikne sústava transcendentných rovníc a preto je nutné ju riešiť numericky. Podobným princípom sú koncipované rovnice pre zrýchlenia použité v dynamickej analýze. Táto analýza je zameraná na zostavenie silových a momentových rovníc využitím d’Alembertovho princípu a metódy úplného uvolnenia sústavy na jednotlivé telesa. Po vytvorení príslušných rovníc je pre jednoduchú riešiteľnosť zostavená matica neznámych parametrov X a matice A, B známych hodnôt. Matica neznámych parametrov je potom riešena numericky. Po kompletnej analýze je možné vykresliť pohyb mechanizmu, ktorý vychádza z kinematických rovníc, priebeh síl a momentu. Momentová charakteristika je dôležitá pre návrh ideálneho aktuátoru, ktorý bude ovládať pohyb mechanizmu. Tieto výsledky poskytujú komplexný prehľad dynamickej odozvy mechanizmu a simulujú jeho použitie v leteckej aplikácií.en
dc.description.abstractControlling the shape and focusing on developing the morphing wing mechanism may bring many improvements in areas like reducing drag, noise pollution and fuel consumption through an ideal wing shape during flight. Reducing fuel consumption further minimises the impact on the environment and flight costs. However, despite the apparent benefits, morphing of the leading edge comes with challenges, such as optimal mechanism geometry, load-bearing capabilities, weight and control. Due to laminar flow requirements, it’s vital to select an appropriate geometry for the leading edge, disallowing gaps between the wing components, while maintaining the ability to change shape. This could be achieved by using a rigid body mechanism, described in this thesis, attached to the outer morphing surface. To design the ideal mechanism, it’s necessary to understand how it behaves in various conditions while moving and under dynamic load. This is possible by creating a kinematic model in Python. First, the initial design has to be developed to extract parameters, including geometry, weight and moment of inertia for the analysis. Utilising the closed-loop kinematic method, numerical calculations and setting the initial angular acceleration of the driving arm enables the solution of the unknown kinematic values. It is then possible to describe the mechanism’s motion and derive further acceleration equations for bodies, used in the dynamic equations. The dynamic analysis employs d’Alembert’s principle and the complete constraint release method to obtain internal forces in the joint connections. This allows for a realistic simulation of reaction forces under operational conditions, e.g. external aerostatic load. Calculating the driving moment is critical for the ideal actuator sizing used in this application. After completing both analyses, the forces are plotted in graphs to present their values over the set time segment. These results provide insight into the mechanism’s dynamic response and validate its possible application in a morphing wing.cs
dc.description.markAcs
dc.identifier.citationJANEGA, T. Kinematický a dynamický popis pohybu kinematického mechanismu náběžné hrany morfovatelného křídla [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.cs
dc.identifier.other165936cs
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11012/252406
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectMorfovatelné krídloen
dc.subjectzmena profilu nábežnej hranyen
dc.subjectkinematická analýzaen
dc.subjectd’Alembertov princípen
dc.subjectdynamika sústavy telies.en
dc.subjectMorphing wingcs
dc.subjectleading edgecs
dc.subjectkinematic analysiscs
dc.subjectd’Alembert’s principlecs
dc.subjectmultibody dynamics.cs
dc.titleKinematický a dynamický popis pohybu kinematického mechanismu náběžné hrany morfovatelného křídlaen
dc.title.alternativeKinematic and dynamic description of a kinematic mechanism motion of a morphing wing leading edgecs
dc.typeTextcs
dc.type.driverbachelorThesisen
dc.type.evskpbakalářská prácecs
dcterms.dateAccepted2025-06-12cs
dcterms.modified2025-06-13-11:55:07cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid165936en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.06.14 05:56:52en
sync.item.modts2025.06.14 05:33:52en
thesis.disciplineZáklady strojního inženýrstvícs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechanikycs
thesis.levelBakalářskýcs
thesis.nameBc.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
1.03 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
appendix-1.zip
Size:
2.11 MB
Format:
Unknown data format
Description:
file appendix-1.zip
Download
Thumbnail Image
Name:
review_165936.html
Size:
8.84 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
file review_165936.html
Download
Collections
2025