مقایسه آیرودینامیکی دماغه‌های مافوق صوتِ مخروطی ساده و همراه با دیسک های چند ردیفه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی فضایی / مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 عضو هیات علمی / مجتمع مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

در این تحقیق تلاش می‌شود تا با بررسی ویژگی‌های مهم و تاثیرگذار بر روی رفتار دماغه مخروطی در جریان مافوق صوت؛ نتایج استفاده ازدیسک‌های چند ردیفه و تاثیر آن‌ها برای بهبود رفتار این دماغه مورد بررسی قرار گیرد. از آن‌جا که یک دماغه مخروطی به علت داشتن نوک تیز در حالت‌های پروازی نیروی پسای کم اما گرمای آیرودینامیکی بالایی تولید می‌کند؛ استفاده از آن در سرعت‌هایی با ماخ بالا مشکل‌زا می‌باشد. تغییرات جدیدی که با استفاده از اضافه کردن دیسک‌های چند ردیفه؛ در طراحی این دماغه مخروطی صورت می-گیرد به این دماغه اجازه می‌دهد تا علاوه بر حفظ کردن ماهیت خود برای تولید نیروی پسای کم؛ گرمای آیرودینامیکی بالای تولید شده را نیز به صورت موثری کاهش دهد. لذا استفاده از 12 عدد دیسک موجب کاهش حدود 30 درصدی در ضریب نیروی پسا نسبت به دماغه مرجع بدون دیسک و کاهش قابل ملاحظه‌ای در دمای استاتیکی تولید شده روی سطح دماغه می‌گردد. لذا این نوع دماغه ویژگی‌های آیرودینامیکی خود را برای استفاده در سرعت‌های بالا بهبود بخشیده و امکان استفاده مجدد از این نوع دماغه به جای دماغه مخروطی محض دوباره مطرح می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Aerodynamic evaluation between supersonic strict conical nose and multi-row disks

نویسندگان [English]

  • Zahra Shariati 1
  • Mojtaba Dehghan Manshadi 2
1 Master of Science, Department of Mechanical Engineering, Malek Ashtar University of Technology
2 Professor, Faculty of Mechanical Engineering, Malek Ashtar University of Technology
چکیده [English]

In this research, authors attempt to investigate the significant and influential characteristics behaviors of the conical nose in supersonic flow as well as discussing the results of using Multi-Row disks and their effects to recognize the behavior of this nose. A cone nose produces low drag and high aerodynamic heat due to sharp tip in flight conditions, which makes it problematic at high speed Mach numbers. Thus, new modifications with the utility of adding Multi-Row disks in the design of this cone nose allows the nose to efficiently reduce the produced aerodynamic heat as well as preserving its nature to produce low drag. Results show that the using 12 disks led approximately 30% reduction in drag coefficient rather than reference nose without disks. It also significantly reduces the static temperature produced on the nose surface. Therefore, this type of nose improves its aerodynamic characteristics that can advise to be used at high speed and raises the possibility of reusing this kind of nose instead of the strict conical one.

کلیدواژه‌ها [English]

  • conical nose
  • Multi-Row disks
  • Supersonic Flow
  • CFD
  • Aeroheating

مراجع

[1] H. Kobayashi, Y. Maru, M. Hongoh, Sh. Takeuchi, K. Okai, T. Kojima, Study on Variable-Shape Supersonic Inlets and Missiles with MRD Device, Acta Astronautica, pp. 978-988, 2007.
[2] M. Yaghoub NeJad, Numerical study of the effect of aerospace on improving drag coefficient and aerodynamic heating of Blunt body, MA of Aerospace Engineering, Faculty of Mechanics and Aerospace, Malek Ashtar University, 2014 (in Persian)
[3] J. D. Anderson, Hypersonic and High Temperature Gas Dynamics, Mcgraw-Hill Book company 1989.
[4] H. et al. Kobayashi, Air Intake and Intake System, Japanese Patent, 2003-016096 (Patent Pending), 2003.
[5] H. Kobayashi, T. kojima, K. Okai, Y. Maru, Study of Supersonic Cavity Flow in Advanced Variable Geometry Inlet, IAC-04-S.5.06, 55th International Astronautical Congress, 2004. 
[6] H. et al. Kobayashi, Experimental Study of Multi-Row Disk Inlets for Hypersonic Air Breathing Propulsion, AIAA 2004-861, 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno NV, January 2004.
[7] N. Tanatsugu, T. Sato, H. Kobayashi, T. Kojima, K. Okai, Multi-Row Disk Arrangement Concept for Spike of Axisymmetric Air Inlet, AIAA 2004-3407, 40th AIAA Joint Propulsion Conference and Exhibit, July 2004.
[8]S.Khurana,G.G.Achary,S.Arora,J.Sinha, Computational Analysis of Multi Row Disk Inlet, First International Conference on Recent Advances in Aerospace Engineering, March 2017.
[9] M.S.Karimi, M.J.Oboodi, Investigation and Recent Developments in Aerodynamic Heating and Drag Reduction for Hypersonic Flows, Heat and Mass Transfer, Volume 55, Issue 2, pp 547-569, February 2019.
[10] P. R. Spalart and S. R. Allmaras, A One-Equation Turbulence Model for Aerodynamic Flows, AIAA paper 92-0439, 1992.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار