بررسي عددي تأثير زاويه عقبگرد بالك مشبك بر ضرايب استاتيكي و ديناميكي چرخشي در رژيم جريان مافوق صوت

بالك در يك پرنده وظيفه پايداري و كنترل را برعهده دارد كه ممكن است به‌صورت مسطح يا مشبك باشد. بالك مشبك از صفحات متقاطعي كه در يك قاب قرار گرفته تشكيل شده و برخلاف بالك هاي مسطح، عمود بر مسير جريان قرار مي گيرد. در رژيم جريان مافوق صوت، به‌دليل گشتاور لولاي بالاي بالك مسطح، به‌تازگي بيشتر توجه طراحان به‌سمت بالك مشبك رفته است. به‌دليل كوچك‌بودن طول وتر بالك مشبك نسبت به مسطح، ضريب ديناميكي رول پاييني دارد كه در پايداري چرخشي پرنده مهم است. بنابراين طراحي بالك مشبك با نيروي محوري پايين و ضريب ديناميكي رول بالا مهم است. در اين مقاله با استفاده از روش ديناميك سيالات محاسباتي تأثير زاويه عقبگرد بالك مشبك بر ضرايب استاتيكي و ديناميكي رول در رژيم جريان مافوق صوت بررسي شده است. ابتدا شبيه سازي دو هندسه، كه نتايج آزمايشگاهي براي آنها موجود بود، انجام و شبكه بهينه و مدل آشفتگي مناسب انتخاب شده است. شبيه سازي براي استخراج ضرايب استاتيكي به‌صورت پايا و براي ضريب ديناميكي به‌صورت ناپايا انجام شده است. نمودارهاي مربوط به ضريب نيروي محوري، شيب ضريب نيروي عمودي و ضريب ديناميكي رول به ازاي زواياي عقبگرد مختلف در ماخ هاي پروازي 1/1، 1/5 و 2 آورده شده است. نتايج نشان مي دهد كه تأثير زاويه عقبگرد بالك وابسته به عدد ماخ پروازي است. در ماخ پروازي پايين زاويه عقبگرد، عملكرد بالك را بهبود مي بخشد، اما در عدد ماخ بالا سبب تضعيف عملكرد ائروديناميكي بالك مي شود.