بررسی تاثیر دهانه بالک شبکه‌ای بر عملکردِ موشک در تحلیل آیرودینامیکی آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 دانشجوی دکتری / مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

در این تحقیق، موشک‌های دارای بالک‌های شبکه‌ای بررسی و ضرایب آیرودینامیکی این موشک‌ها تعیین شد. همچنین اثر تغییر ارتفاع بالک بر روی عملکرد موشک مورد ارزیابی قرار گرفت. برای تحلیل از دینامیک سیالات محاسباتیِ لزج استفاده شده است. امروزه با پیشرفت الگوریتم‌های عددی و افزایش سرعت کامپیوترها یکی از مناسب‌ترین روش‌های تحلیل، دینامیک سیالات محاسباتی است که دقت بسیار بالایی نیز دارد. به همین دلیل در ابتدا به مطالعه و بررسی این بالک‌ها پرداخته شده و سپس بالکی با دهانه‌های مختلف مورد تحلیل قرار گرفته تا تاثیر دهانه‌ بالک از لحاظ عملکردی مورد بررسی قرار گیرد. در نهایت دو بالک انتخابی روی موشک کامل قرار گرفته و تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی روی کل موشک در ماخ‌ها و زاویه حمله‌های متفاوت انجام شده است. در ادامه ضرایب آیرودینامیکی موشک محاسبه شده و کلیه خصوصیات میدان حلِ اطراف موشک در اختیار قرار می‌گیرد. برای اعتبارسنجی نتایج نیز، داده‌های به‌دست آمده با داده‌های تجربی مقایسه شده‌اند که نتایج بیانگر دقت خوب این تحلیل می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Fin Span Effect on Performance of Missile on its Aerodynamics Analysis

نویسندگان [English]

  • Mehran Nosratollahi 1
  • Mehdi Hashem Abadi 2
چکیده [English]

In this paper, the main goals are investigation of missile with grid fins, determination of aerodynamics coefficient and calculation of fin span effects on performance of missile. We solved Navier-Stokes equations for achieving of them. Nowadays, with improvement of numerical algorithms and speeding up of computers processors, CFD is one of the most convenient and high accuracy methods for analysis. The first, we introduce the grid fins and then analyze a fin with different span to investigation of fin span effect on performance of missile. Finally, we mount two grid fins on missile body and carry out CFD calculations on total missile at different Mach and angle of attack to compute the flow field and aerodynamics coefficient for a missile with grid fins. The results have been validated by comparing the computed aerodynamic coefficients for the missile and individual grid fins against wind tunnel measurement data. Very good agreement with the measured data was observed for all investigated configurations.

[1] Alman, Munawar. 2010. Analysis of Grid Fins as Efficient Control Surface in Comparison to Conventional Planar Fins. 27th International Congress of the Aeronautical Sciences.

[2] Karl, S. Orthner. 2004. Aerodynamic Analysis of Lattice Grid Fins in Transonic Flow. Master of Science thesis in Aeronautical Engineering, Air Force Institute of Technology.

[3] Fleeman. Eugene L. 2006. Tactical Missile Design. Reston, Virginia: American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc.

[4] Sun, Y., and M. Khalid. 1998. A CFD Investigation of Grid Fin Missiles. AIAA Paper 98-3571.

[5] DeSpirito, J., E. L. Harris, P. Weinacht, J. Sahu, and S. Dinavahi. 2000. CFD Analysis of Grid Fins for Maneuvering Missiles. AIAA 2000-0391.

[6] DeSpirito, J., and S. Jubaraj. 2001. Viscous CFD Calculations of Grid Fin Missile Aerodynamics in the Supersonic Flow Regime. 39th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV. AIAA 2001-0257.

[7] Fournier, E.Y. 2001. Wind Tunnel Investigation of Grid Fin and Conventional Planar Control Surfaces. 39th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV. AIAA 0256.

[8] Fournier, E.Y. 2001 .Wind Tunnel Investigation of High L/D Projectile with Grid Fin and Conventional Planar Control Surface. 19th International Symposium of Ballistics.

[9] Spalart, P.R., and S. R. Allamaras. 1992. A One-Equation Turbulence Model for Aerodynamics Flows. AIAA Paper 92-0439.