https://www.mdu.se/

This study is part of the second phase of the Solaris project, where the aim is to develop a solar powered Unmanned Aerial Vehicle (UAV). The second phase involves the design and optimization of the aircraft. One of the important focuses in this phase is the determination of the airfoils shape. This report sole objective is to determine which airfoil that is best suited for the aircraft, as well as presenting the airfoils characteristic properties, in comparison to other similarly airfoils.This analysis has been carried out using XFOIL, an airfoil analysis tool developed by the MIT professor Mark Drela.

What has been done in this report:

• Comparison between a number of potential airfoils.
• Determination of the winner airfoil.
• Comparison between the winner airfoil and a conventional (non-reflexed trailing edge) airfoil.
• Calculation of the hinge moments on the winner airfoil for different flap settings.

Winner airfoil:

The Phoenix (Phönix) turned out to be the best airfoil in the comparison, closely followed by the S5020 and the S5010. Phoenix had the highest value of the parameter sought to optimize, which is endurance (CL ^3/2/ CD).

Phoenix maximum endurance (CL ^3/2/ CD) for five different Reynold numbers:

           Re       Endurance 

• 400.000     85,64  
• 300.000     78,26  
• 200.000     67,74  
• 100.000     49,47  
• 50.000       25,52 

Phoenix geometry:

• Maximum thickness (in percentage of chord): 8,194%
• Maximum camber (in percentage of chord): 2,774%

Den här rapporten är en del i den andra fasen av Solaris-projektet, där målet är att utveckla en solcellsdriven obemannad flygande farkost (Unmanned Aerial Vehicle, UAV). Den andra fasen omfattar konstruktionen och optimeringen av farkosten (flygplanet). En av de viktigaste byggstenarna i den här fasen är fastställandet av vingprofilens form och design, det vill säga valet av vingprofil. Målet med den här rapporten är att helt och hållet bestämma vilken vingprofil som ska användas på flygplanet, samt en presentation av dess karakteristiska egenskaper. Detta har gjorts i jämförelse med andra liknande vingprofiler. Verktyget som använts för denna jämförelse heter XFOIL. Programmet är utvecklat av professor Mark Drela på MIT i USA, och är gjort för analysering av vingprofiler.

Det här har gjorts i rapporten:

• Jämförelse mellan en mängd olika potentiella vingprofiler.
• En vinnarprofil har valts ut.
• Jämförelse mellan vinnarprofilen och en vanlig (non-reflexed trailing edge) vingprofil.
• Beräkning av de moment som krävs för att styra klaffar och roder.

Vinnarprofilen:

I jämförelsen visade det sig att Phoenix var den bästa vingprofilen, tätt följt av S5020 och S5010. Phoenix hade det högsta och bäst värdet i den eftersökta parametern ”endurance” (CL ^3/2/ CD).

Phoenix maximum endurance (CL ^3/2/ CD) för fem olika Reynoldstal:

          Re       Endurance

• 400.000    85,64
• 300.000    78,26
• 200.000    67,74
• 100.000    49,47
• 50.000      25,52

Phoenix geometri:

• Maximal tjocklek (i procent av kordan): 8,194%
• Maximal välvning (i procent av kordan): 2,774%