بررسي عددي روش پيشنهادي نوين كاهش نيروي پسا در پرواز ماوراء صوت

Numerical Investigation of New-Proposed Drag Reduction Technique for Hypersonic Flight

در تحقيق حاضر، جديدترين ايده پيشنهاد شده به منظور كاهش نيروي پسا در پرواز ماوراء صوت با استفاده از شبيه سازي عددي مورد مطالعه دقيق قرار گرفته است. اساس روش مذكور، استفاده از ماده اي انرژي زا به عنوان پوشش سطح دماغه جسم بوده كه تحت تاثير دماي بالاي هوا در اطراف ناحيه سكون در حين پرواز، طي واكنش با هوا و با آزادسازي انرژي، منجر به دورتر شدن موج ضربه اي از دماغه و كاهش نيروي پسا خواهد شد. اطلاعات ارائه شده در مورد اين روش محدود بوده و بر اساس بررسي هاي انجام شده قبل، بعضا تناقضاتي در اين اطلاعات مشاهده و گزارش شده است. بررسي هاي قبل، متمركز بر فيزيك اين فرايند و تاثير روش در ميزان افزايش فاصله موج ضربه اي از دماغه بوده و به تاثير اين روش در ميزان كاهش نيروي پسا نپرداخته اند. در اين تحقيق، تمركز اصلي بر روي تغييرات نيروي پساي جسم بوده و با استفاده از فرضيات مناسب، تاثير روش در ميزان كاهش نيروي پسا مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج اين تحقيق نشان مي دهد كه بر خلاف ادعاي ارائه دهندگان اين روش، ميزان كاهش نيروي پسا قابل توجه نبوده و لذا در كنار اثرات منفي جنبي آن، بايد بر اساس ملزومات طراحي و به منظور كاربرد، با دقت بيشتري مورد ارزيابي قرار گيرد.

The most recent proposed technique for drag reduction in hypersonic flow speeds is using the exothermic coating on the blunt nose. This leads the heat addition into the flow field behind the shock wave, and increases the shock-stand-off distance. The variation of the drag force on the flying body using this technique is numerically investigated in the present study. The compressible turbulent flow is simulated around the body to compute the drag force, and to estimate the drag reduction capabilities of this technique. This quantitative analysis makes better insight to evaluate it in operational applications.