بررسي عددي اثرات اندركنش جت جانبي بر رفتار آيروديناميكي يك پرتابه مافوق صوت

Numerical investigation of lateral jet interaction effects on aerodynamic behavior of a supersonic projectile

سامانه‌هاي كنترل به‌ وسيله جت جانبي به‌ عنوان يك جايگزين مورد پسند براي سامانه‌هاي كنترل متعارف در سال‌هاي اخير موردتوجه قرارگرفته‌اند. در تحقيق حاضر كه به دو بخش تقسيم مي‌شود اثرات اندركنش جت جانبي و جريان مستقيم مافوق‌صوت روي رفتار آيروديناميكي يك پرتابه استاندارد در زاويه حمله صفر درجه مورد مطالعه قرار گرفته است. در بخش اول نتايج حاصل از بررسي تاثير پارامترهايي نظير مكان جت، عدد ماخ و نوع نازل به‌كاررفته روي ضريب فشار، ضريب و نيروي پسا و نحوه توزيع فشار روي بالك‌ها ارايه شده و مورد تحليل قرار گرفته‌اند. در بخش دوم ضرايب پايداري طولي استاتيكي و ديناميكي پرتابه در حضور جت جانبي به‌دست آمده و با توجه به پارامترهاي ذكر شده ارزيابي شده‌اند. با توجه به نتايج، مكان جت موثرترين پارامتر محسوب مي‌شود. در بخش اول نحوه توزيع فشار روي بالك‌ها وابستگي بسيار زيادي به مكان جت دارد. تاثير عدد ماخ به روي ضريب فشار و نيرو و ضريب پسا نيز قابل‌توجه است. همچنين تغيير توزيع فشار روي بالك‌ها با تغيير عدد ماخ در مكان‌هاي انتهايي بيشتر به چشم مي‌آيد. در بخش دوم تاثير حضور جت جانبي باعث كاهش پايداري طولي استاتيكي مي‌شود. همچنين افزايش عدد ماخ باعث كاهش پايداري طولي ديناميكي شده و تغيير مكان جت رفتاري غيرخطي روي اندازه ضريب ميرايي گشتاور پيچشي ايجاد مي‌كند، در نتيجه انتخاب مكان مناسب جت به پارامترهايي كه مدنظر طراح است بستگي دارد. با توجه به نتايج به‌دست‌آمده تاثير نوع نازل بر تمام موارد موردبررسي ناچيز بوده است.

Lateral jet control systems are being considered as attractive alternatives to conventional control systems in recent years. In present study which is divided in two parts, the effects of lateral jet interaction with supersonic cross flow on aerodynamic behavior of a standard projectile at zero angle of attack has been studied numerically. In the first part, results of the effects of parameters such as jet location, Mach number and nozzle type on pressure coefficient drag coefficient drag force and pressure distribution on the fins are presented and analyzed. In the second part, longitudinal static and dynamic stability coefficients of the projectile in presence of lateral jet haves been achieved and evaluated according to the mentioned parameters. According to the results, jet location is the most effective parameter. In the first part, the pressure distribution on the fins is considerably dependent on jet location. Effect of Mach number on pressure coefficient, drag force and drag coefficient is also significant. Besides variation of the pressure distribution on the fins becomes more obvious at the final locations by variation of Mach number. In the second part, lateral jet effect leads to decreasing longitudinal static stability. Increasing the Mach number also results in decreasing longitudinal dynamic stability and jet displacement make nonlinear behavior over pitch damping moment coefficient, therefore choosing proper jet location is dependent on desired parameters of designer. According to the results, effect of nozzle type has been insignificant for all cases.