طراحي سيستم كنترل بردار تراست به‌وسيله پاشش مايع داخل نازل و شبيه‌سازي عددي جريان وابسته

System design thrust vector control via liquid injection within the nozzle and the numerical simulation of the corresponding flow

كنترل بردار تراست يكي از روش‌هاي كنترل موقعيت موشك‌هايي است كه به كمك تراست ناشي از خروج گاز حركت مي‌كنند. همه روش‌هاي كنترل بردار تراست مستقل از نيروهاي آيروديناميكي اتمسفر هستند و تا‌ زماني كه موتور داراي تراست باشد كارايي خود را حفظ مي‌كنند. سيستم‌هاي پاشش ثانويه يكي از چهار روش عمده كنترل بردار تراست مي‌باشد. اين پژوهش ابتدا به شناسايي اجزا و طراحي مفهومي كل سيستم و طراحي اوليه منيفولد يك نوع سامانه كنترل بردار تراست به روش پاشش مايع درون نازل مي‌پردازد. سپس به نحوه جانمايي اجزا بر روي نازل و همچنين طراحي دقيق‌تر برخي از اجزا همچون انژكتور و مخازن اين سيستم پرداخته ميشود. در ادامه به شبيهسازي عددي جريان و نيز طراحي و بررسي پاشنده‌ها در سيستم كنترل بردار تراست به روش پاشش مايع درون نازل، پرداخته شده‌است. همچنين طراحي و شبيه‌سازي عددي در دو بخش سيستم پاشش و اثرات پاشش انژكتورها به داخل جريان اصلي مورد تحليل قرارگرفته و نتايج آن ارايه و اعتبارسنجي گرديده است. از دستاورد اين تحقيق مي‌توان به‌عنوان الگويي براي طراحي و تحليل انواع سامانه‌هاي كنترل بردار تراست به روش پاشش سيال جانبي، بر روي انواع موشك‌ها با نازل‌هاي متفاوت، استفاده نمود.

One way to control the position of a missile is to control thrust vector which moves with help of thrust due to exiting gas. All thrust vector control (TVC) methods are independent of aerodynamic forces of atmosphere and until the engine has thrust, maintain their performance. Secondary injection systems are one of the four major TVC methods. In this study, first the components are identified and conceptual design of system is drawn and the preliminary design of manifold of a type of thrust vector control system using a liquid injection thrust vector control (LITVC) isdetermined. Then the layouts of components on some parts such as injectors and reservoirs, as well as detailed design of the system are discussed. The numerical simulation of flow and the design and study of the sprayers in LITVC systems will be discussed. Also, numerical designing and simulation in two parts: injection system and the injector spray effects into the main flow are analyzed and the results are presented and validated. The results of this study can be used as a model for the design and analysis of various kinds of TVC systems with lateral fluid method on a variety of missiles with different launchers.