موضوعات جدید پایان نامه رشته هوافضا گرایش جلوبرندگی + 113 عنوان بروز

نقشه راه نوآوری در جلوبرندگی هوافضا

این تصویر شماتیک، حوزه‌های کلیدی نوآوری در گرایش جلوبرندگی هوافضا را نمایش می‌دهد که مبنای بسیاری از پژوهش‌های آینده خواهند بود.

پیشرانش الکتریکی و هیبریدی

• بهینه‌سازی سیستم‌های توزیع توان الکتریکی در هواپیماهای هیبریدی-الکتریکی.
• طراحی و تحلیل موتورهای الکتریکی با چگالی توان بالا برای کاربردهای هوانوردی.
• مدیریت حرارتی پیشرفته برای باتری‌ها و اینورترها در پیشرانه‌های الکتریکی هواپیما.
• مدل‌سازی و شبیه‌سازی عملکرد پروازی هواپیماهای هیبریدی با پیکربندی‌های پیشران متفاوت.
• بررسی اثرات الکترومغناطیسی بر اجزای سازه و کنترل در پیشرانه‌های تمام الکتریکی.
• توسعه الگوریتم‌های کنترل بهینه برای مدیریت انرژی در پیشرانه‌های هیبریدی.
• طراحی مفهوم یک فن مجرا دار الکتریکی برای هواپیماهای با قابلیت برخاست و فرود عمودی (eVTOL).
• ارزیابی تکنیک‌های بازیابی انرژی در سیستم‌های پیشرانش هیبریدی هواپیما.
• بهبود راندمان موتورهای توربوشفت در ترکیب با ژنراتورهای الکتریکی برای پیشرانش هیبریدی.
• بررسی کاربرد ابرخازن‌ها در سیستم‌های پیشرانش هیبریدی برای تامین توان اوج.

پیشرانش پلاسمایی و یون

• طراحی و شبیه‌سازی پیشرانه هال با راندمان بالا برای ماموریت‌های فضایی طولانی‌مدت.
• بررسی اثرات مغناطیسی بر پایداری و عملکرد پیشرانه‌های پلاسمایی پالسی.
• توسعه مدل‌های عددی برای شبیه‌سازی جریان پلاسما در موتورهای یونی.
• استفاده از گازهای پیشران جدید و با چگالی کمتر در موتورهای یونی برای افزایش تکانه ویژه.
• بهینه‌سازی الکترودها و عایق‌ها برای افزایش طول عمر پیشرانه‌های پلاسمایی.
• مطالعه اندرکنش پلاسما با سطوح داخلی محفظه پیشران.
• طراحی یک سیستم کنترل توان تطبیقی برای پیشرانه‌های پلاسمایی.
• بررسی کاربرد پیشرانه‌های مگنتوپلاسما در مانورهای مداری ماهواره‌ها.
• توسعه روش‌های تشخیص عیب و پایش وضعیت برای پیشرانه‌های یونی.
• تحلیل عملکرد پیشرانه‌های مگنتوهیدرودینامیکی (MHD) برای کاربردهای فضایی.

موتورهای تنفسی با سرعت بالا (هایپرسونیک)

• شبیه‌سازی CFD احتراق در محفظه اسکرم‌جت با استفاده از سوخت هیدروژن.
• طراحی و بهینه‌سازی ورودی هوا برای موتورهای رم‌جت/اسکرم‌جت در شرایط پرواز هایپرسونیک.
• مطالعه پایداری شعله و راندمان احتراق در جریان‌های مافوق صوت.
• توسعه مواد مقاوم در برابر دمای بالا برای نازل و محفظه احتراق موتورهای هایپرسونیک.
• بررسی اثرات اندرکنش شوک-جریان بر عملکرد کلی موتور اسکرم‌جت.
• طراحی سیستم‌های خنک‌کاری فعال برای موتورهای هایپرسونیک با استفاده از سوخت به عنوان خنک‌کننده.
• بهینه‌سازی تزریق سوخت در محفظه احتراق اسکرم‌جت برای اختلاط سریع و کامل.
• مدل‌سازی پدیده‌های انتقال حرارت در دیواره‌های موتور هایپرسونیک.
• بررسی قابلیت اطمینان و دوام موتورهای رم‌جت در سیکل‌های پرواز متعدد.
• طراحی و تحلیل یک موتور توربورم‌جت برای پروازهای سرعت بالا.

سوخت‌های سبز و پایدار

• ارزیابی عملکرد احتراق و آلایندگی سوخت‌های هوایی پایدار (SAF) در موتورهای توربین گازی.
• طراحی و بهینه‌سازی محفظه احتراق برای سوخت‌های هیدروژن مایع در موتورهای جت.
• بررسی سازگاری مواد و آب‌بندی‌ها با سوخت‌های زیستی جدید در سیستم‌های سوخت‌رسانی.
• مدل‌سازی تشکیل دوده و آلاینده‌های NOX در هنگام احتراق سوخت‌های SAF.
• اثرات افزودنی‌های سوختی بر راندمان احتراق و کاهش آلایندگی.
• تحلیل ترمودینامیکی و سینتیک شیمیایی احتراق آمونیاک به عنوان سوخت هواپیما.
• طراحی مفهوم یک سیستم سوخت‌رسانی برودتی برای هیدروژن مایع در هواپیما.
• بررسی چرخه حیات و پایداری تولید سوخت‌های هوایی سنتزی (Power-to-Liquid).
• توسعه مدل‌های چندفازی برای تزریق و اختلاط سوخت‌های زیستی در انژکتورها.
• آنالیز اقتصادی و فنی انتقال به سوخت‌های ۱۰۰٪ پایدار در صنعت هوانوردی.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در طراحی و کنترل پیشران

• استفاده از شبکه‌های عصبی برای پیش‌بینی عملکرد موتور جت در شرایط عملیاتی مختلف.
• بهینه‌سازی طراحی تیغه‌های توربین با الگوریتم‌های هوش مصنوعی.
• تشخیص خطای زودهنگام در موتورهای هواپیما با استفاده از یادگیری ماشین.
• توسعه سیستم‌های کنترل تطبیقی موتور مبتنی بر یادگیری تقویتی.
• پیش‌بینی طول عمر قطعات داغ موتور با شبکه‌های عصبی عمیق.
• بهینه‌سازی مسیر پرواز و مصرف سوخت با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی.
• مدل‌سازی رفتار احتراق با استفاده از روش‌های یادگیری ماشین در موتورهای راکت.
• استفاده از هوش مصنوعی برای کاهش نویز موتور جت.
• طراحی سیستم‌های پیشرانش خودمختار با قابلیت تصمیم‌گیری مبتنی بر AI.
• کاربرد بینایی ماشین در بازرسی و عیب‌یابی قطعات موتور.

پیشرانه‌های با قابلیت چرخه ترکیبی

• طراحی و تحلیل یک سیستم پیشرانش ترکیبی توربوجت-رم‌جت برای پروازهای سرعت بالا.
• بهینه‌سازی انتقال بین حالت‌های عملیاتی مختلف در موتورهای چرخه ترکیبی.
• بررسی اثرات آیرودینامیکی و حرارتی بر عملکرد موتورهای چرخه ترکیبی در سرعت‌های مافوق صوت.
• مدل‌سازی دینامیکی و کنترل یک موتور چرخه ترکیبی برای هواپیماهای با قابلیت دسترسی به فضا.
• تحلیل عملکرد و محدودیت‌های موتورهای راکت-رم‌جت ترکیبی.
• طراحی مفهومی یک موتور توربوفن-رم‌جت هیبریدی.
• شبیه‌سازی CFD جریان در ورودی هوای موتورهای چرخه ترکیبی.
• بررسی پایداری احتراق در محفظه‌های احتراق با قابلیت تطبیق برای موتورهای چرخه ترکیبی.
• تحلیل تنش و خستگی در قطعات موتور چرخه ترکیبی تحت بارهای متغیر.
• بهینه‌سازی نسبت‌های هندسی برای بهبود راندمان در حالت‌های مختلف موتورهای ترکیبی.

پیشرانش برای اکتشافات فضایی عمیق

• طراحی و تحلیل سیستم‌های پیشرانش حرارتی هسته‌ای برای ماموریت‌های بین سیاره‌ای.
• بررسی امکان‌سنجی استفاده از بادبان‌های خورشیدی پیشرفته برای سفرهای فضایی سریع.
• توسعه پیشرانه‌های الکتریکی با توان بالا برای فضاپیماهای حمل و نقل بین سیاره‌ای.
• مطالعه کاربرد پیشرانه‌های پالس هسته‌ای (Orion Project) در سفرهای بلندمدت فضایی.
• بهینه‌سازی نازل‌های گسترش یافته (Expanded Nozzles) برای راکت‌های فضایی در خلاء.
• مدل‌سازی دینامیک سیالات راکت‌های متان/اکسیژن مایع برای ماموریت‌های مریخ.
• طراحی سیستم‌های تامین نیروی رانش برای لندرها و کاوشگرهای سیارات دیگر.
• بررسی فناوری پیشرانش لیزری برای ارسال محموله‌های سبک به مدارهای بالا.
• توسعه سیستم‌های دفع حرارت برای پیشرانه‌های با توان بالا در فضا.
• مطالعه استفاده از پیشرانه‌های دوتایی (Bi-propellant) با قابلیت ذخیره‌سازی طولانی‌مدت.

آیروترمودینامیک و طراحی اجزا

• تحلیل آیروترمودینامیکی جریان در کمپرسورهای محوری با استفاده از CFD.
• بهینه‌سازی شکل پره‌های توربین برای بهبود راندمان و کاهش تنش حرارتی.
• مطالعه جدایش جریان و پدیده‌های ناپایدار در کمپرسورهای گریز از مرکز.
• مدل‌سازی انتقال حرارت در دیواره‌های نازل و محفظه احتراق راکت.
• بررسی اندرکنش جریان و ارتعاش در پره‌های موتور جت.
• طراحی سیستم‌های خنک‌کاری فیلمی برای پره‌های توربین.
• تحلیل عملکرد نازل‌های تطبیقی (Adaptive Nozzles) برای موتورهای جت.
• بهینه‌سازی ورودی هوا (Inlet) برای موتورهای توربوفن با قابلیت پرواز در سرعت‌های مختلف.
• شبیه‌سازی احتراق غیرپیش‌مخلوط (Non-premixed) در محفظه احتراق موتور جت.
• طراحی و تحلیل راندمان یک دمنده (Fan) با نسبت گذردهی بالا (High Bypass Ratio).

مواد پیشرفته و ساخت افزایشی

• کاربرد آلیاژهای فوق‌العاده (Superalloys) در قطعات داغ موتور جت با ساخت افزایشی.
• بررسی خواص مکانیکی و خستگی قطعات موتور ساخته شده با تکنیک چاپ سه بعدی.
• طراحی شبکه‌های خنک‌کاری پیچیده در پره‌های توربین با استفاده از ساخت افزایشی.
• توسعه پوشش‌های سرامیکی محافظ حرارتی (TBCs) با طول عمر بالا.
• بهبود مقاومت به خزش و خستگی مواد کامپوزیتی در محیط‌های حرارتی موتور.
• بررسی جوش‌پذیری آلیاژهای تیتانیوم برای کاربرد در محفظه احتراق.
• طراحی و تحلیل نانوکامپوزیت‌ها برای افزایش استحکام و کاهش وزن قطعات پیشران.
• استفاده از مواد با قابلیت خودترمیمی (Self-healing Materials) در اجزای موتور.
• بهینه‌سازی فرآیند ساخت افزایشی برای نازل‌های راکت.
• مطالعه تاثیر ریزساختار بر خواص مکانیکی پره‌های ساخته شده با پودر فلزات.

سیستم‌های کنترل و پایش موتور

• طراحی یک سیستم کنترل تمام دیجیتال موتور (FADEC) برای هواپیماهای با پیشرانش هیبریدی.
• توسعه سنسورهای هوشمند برای پایش دمای بالا در محفظه احتراق.
• الگوریتم‌های فیلتر کالمن برای تخمین وضعیت موتور در حضور نویز.
• سیستم‌های پایش سلامت (Health Monitoring) مبتنی بر فیبر نوری برای موتورهای راکت.
• کنترل فعال ارتعاشات در موتورهای جت با استفاده از اکچویتورهای پیزوالکتریک.
• توسعه رابط‌های کاربری انسان-ماشین (HMI) برای پایش و کنترل پیشرانه‌های پیچیده.
• عیب‌یابی پیشگیرانه در سیستم‌های سوخت‌رسانی با استفاده از داده‌کاوی.
• کنترل خودکار نسبت هوا-سوخت در محفظه‌های احتراق با قابلیت تطبیق.
• مدل‌سازی و کنترل موتورهای توربوجت با نازل‌های وکتور تراست (Thrust Vectoring).
• کاربرد شبکه‌های بی‌سیم سنسور برای پایش توزیع حرارت در موتورهای فضایی.

پیشرانه‌های راکتی و فضایی

• طراحی و تحلیل موتورهای راکت با قابلیت استفاده مجدد (Reusable Rocket Engines).
• بهینه‌سازی عملکرد موتورهای راکت سوخت جامد با شکل‌های گرین (Grain Shape) جدید.
• بررسی پدیده ناپایداری احتراق در موتورهای راکت مایع و روش‌های کنترل آن.
• توسعه پیشرانه‌های هیبریدی راکتی با سوخت‌های جامد سبز (Green Solid Propellants).
• مدل‌سازی و شبیه‌سازی جت خروجی نازل راکت در خلاء.
• طراحی سیستم‌های تزریق سوخت پیشرفته برای موتورهای راکت با قابلیت تنظیم رانش.
• بررسی اثرات نانوذرات بر عملکرد احتراق در پیشرانه‌های راکتی.
• طراحی سیستم‌های خنک‌کاری بازسازی‌شونده (Regenerative Cooling) برای محفظه احتراق راکت.
• تحلیل عملکرد نازل‌های پینتل (Pintle Nozzles) در موتورهای راکت.
• ارزیابی فناوری‌های کاهش هزینه در تولید موتورهای راکت.

پیشرانش هوایی پیشرفته و آینده‌نگر

• طراحی و تحلیل پیشرانه‌های بدون بال (Blended Wing Body) برای هواپیماهای آینده.
• بررسی کاربرد جت‌های پلاسما در کنترل جریان و افزایش راندمان موتور.
• طراحی مفهومی هواپیمای با قابلیت تغییر شکل (Morphing Aircraft) با پیشرانه‌های یکپارچه.
• مطالعه امکان‌سنجی پیشرانش مبتنی بر فیوژن (Fusion Propulsion) برای هواپیماهای مافوق صوت.
• توسعه سامانه‌های حذف نویز فعال برای موتورهای جت.
• تحلیل آیرواکوستیک (Aeroacoustics) نازل‌های کاهنده نویز.
• بهینه‌سازی عملکرد موتورهای بدون دنده (Geared Turbofan) برای نسل جدید هواپیماها.
• بررسی تاثیر فن‌های باز (Open Rotor / Propfan) بر کاهش مصرف سوخت و نویز.
• طراحی سیستم‌های ورودی هوا با قابلیت تطبیق (Variable Geometry Inlets) برای پروازهای با سرعت متغیر.
• استفاده از سیستم‌های پیشرانش توزیع شده (Distributed Propulsion) برای افزایش مانورپذیری.

انرژی‌های جایگزین و سیستم‌های مرتبط

• طراحی سیستم‌های بازیابی حرارت از گازهای خروجی موتور جت.
• استفاده از سلول‌های سوختی (Fuel Cells) برای تامین توان کمکی در هواپیماها.
• بررسی قابلیت کاربرد انرژی خورشیدی برای پیشرانش ماهواره‌ها.
• توسعه سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی حرارتی برای پیشرانه‌های حرارتی خورشیدی.
• طراحی یک راکت مبتنی بر انرژی خورشیدی-حرارتی برای حمل محموله در فضا.
• مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌های تولید هیدروژن درون پرواز.
• بررسی چرخه ترمودینامیکی برای پیشرانه‌های حرارتی هسته‌ای با سیال کاری گاز.
• بهینه‌سازی مبدل‌های حرارتی در سیستم‌های سوخت برودتی.
• توسعه سیستم‌های خنک‌کاری خودکار برای محفظه‌های ذخیره‌سازی سوخت کرایوژنیک.
• تحلیل اقتصادی و زیست‌محیطی تولید سوخت‌های هوایی پایدار از جلبک.

مدل‌سازی و شبیه‌سازی پیشرفته

• توسعه مدل‌های چندفیزیکی برای شبیه‌سازی کامل یک موتور جت (سیالات، حرارت، سازه).
• شبیه‌سازی دینامیک سیالات راکت با استفاده از شبکه‌های عصبی.
• مدل‌سازی عددی پدیده‌های آکوستیک در جت خروجی موتور.
• توسعه مدل‌های اجزا محدود (FEM) برای تحلیل ارتعاشات توربین.
• شبیه‌سازی احتراق چرخه‌ای (Cyclic Combustion) در موتورهای پالس دتونیشن (Pulse Detonation Engines).
• مدل‌سازی انتقال حرارت تابشی در محفظه‌های احتراق با دمای بسیار بالا.
• تحلیل عملکرد موتور در شرایط گذرا با استفاده از مدل‌های غیرخطی.
• توسعه مدل‌های کاهش مرتبه (Reduced-Order Models) برای شبیه‌سازی سریع موتور جت.
• شبیه‌سازی اثرات تغییرات جوی بر عملکرد موتور هواپیما.
• بررسی تاثیر آشفتگی بر جریان درون کمپرسورهای محوری.

پیکربندی‌های جدید موتور و سیستم‌های یکپارچه

• یکپارچه‌سازی سیستم‌های پیشرانش و بدنه هواپیما (Airframe-Propulsion Integration) برای کاهش درگ.
• طراحی سیستم‌های پیشرانش توزیع شده الکتریکی برای هواپیماهای eVTOL.
• بررسی کاربرد پیشرانه‌های رادیال (Radial Engines) در هواپیماهای بدون سرنشین (UAVs).
• طراحی و تحلیل یک موتور توربوفن با فن جلویی (Forward Swept Fan).
• بهینه‌سازی شکل جت و نازل برای کاهش نویز و بهبود عملکرد.
• توسعه مفهوم “موتور در بال” (Wing-Integrated Engines) برای هواپیماهای آینده.
• تحلیل آیرودینامیکی و عملکردی فن‌های باز در پیکربندی کششی (Pusher Configuration).
• طراحی سیستم‌های پیشرانش برای هواپیماهای بدون دم (Tailless Aircraft).
• مدل‌سازی اثرات متقابل بین جریان موتور و سطوح کنترل هواپیما.
• بررسی قابلیت پرواز در ارتفاعات بالا با استفاده از موتورهای توربوشارژر.

پدیده‌های ناپایدار و کنترل آنها

• مطالعه پدیده surge و stall در کمپرسورهای موتور جت و روش‌های پیشگیری.
• کنترل فعال ناپایداری‌های احتراق در موتورهای راکت.
• تحلیل ارتعاشات خودبرانگیخته (Self-Excited Vibrations) در پره‌های توربین.
• مدل‌سازی و کنترل پدیده Flutter در اجزای موتور.
• بررسی نویز ناشی از آشفتگی در جت‌های خروجی موتور و روش‌های کاهش آن.
• طراحی سیستم‌های کنترل تطبیقی برای مقابله با ناپایداری‌های جریان.
• تحلیل دینامیک گردابه‌ها در ورودی هوا و تاثیر آن بر عملکرد موتور.
• پیش‌بینی و مدیریت ناپایداری‌های حرارتی در محفظه‌های احتراق.
• بررسی روش‌های فعال و غیرفعال برای کنترل جدایش جریان در ورودی موتور.
• توسعه سیستم‌های هشدار اولیه برای پدیده‌های ناپایدار در موتور.