تحليل دوبعدي سيستم كنترل بردار تراست توسط نازل داراي دو گلوگاه طراحي شده بر مبناي آنالوژي هندسي

2D Simulation of Designed Dual Throat Nozzle using Geometrical Analogy

استفاده از نازل‌هاي داراي دو گلوگاه و تزريق جريان ثانويه از بالادست گلوگاه، روشي نوين براي كنترل بردار تراست است. به‌طوري‌كه، اين روش بدون تأثير منفي در عملكرد نازل، از بازدهي بالايي برخوردار است. هدف اين تحقيق، طراحي سيستم كنترل بردار تراست با استفاده از اين روش براي ميكرو‌توربين «تيتان» است. با توجه به كاربرد وسيع اين موتور در پروژه‌هاي تحقيقاتي و دانشگاهي، مطالعة حاضر موجب كسب دانش و تجربه براي طراحي سيستم كنترل بردار تراست موتورهاي بزرگتر ‌شود. بدين منظور نازل داراي دو گلوگاه براي اين موتور بر مبناي آنالوژي هندسي با نازل بهينه ناسا طراحي شد. همچنين، پارامترهاي اساسي سيستم كنترل بردار تراست از جمله ضريب تخليه، ضريب تراست، مقدار زاوية انحراف جريان و بازدهي سيستم مورد تحليل و بررسي قرار گرفته‌اند. نتايج به‌دست آمده از هندسة طراحي شده، صحت عملكرد اين سيستم را در منحرف كردن بردار تراست مطابق با نيازمندي‌هاي طراحي نشان مي‌دهد. نازل داراي دو گلوگاه طراحي شده قادر است با تزريق 10% جريان ثانويه نسبت به جريان اوليه، بردار تراست خروجي موتور را به مقدار 18 درجه منحرف نمايد.

Recently, a novel technique using dual throat nozzles is introduced for thrust vectoring applications. The present paper discusses this new technique. All thrust vectoring techniques are evaluated with some common parameters: nozzle discharge coefficient, system thrust ratio, thrust vector angle and thrust vectoring efficiency. For a given micro turbine nozzle geometry, a double throat nozzle is designed using dimensional scaling or geometrical analogy. Then, by comparing the results obtained from a designed geometry for discharge coefficient, thrust vector angle and thrust vector efficiency, the DTN performance is reported. The designed DTN deflected the vector angle of 18 degrees with the fluidic injection flow rate equal to 10 percent of the primary flow rate.