شبیه‌سازی پرتابه بازگشتی به جو زمین جهت اندازه‌گیری شار حرارتی اعمال شده بر روی اتصالات بالک کنترلی

پژوهش حاضر شبیه‌سازی گرمایش آیرودینامیکی یک نمونه پرتابه بازگشت‌پذیر با قرارگیری بالک کنترلی و اجزای متصل به آن را مورد بررسی قرار داده است. در این پژوهش به بررسی چهار هندسه مختلف یک نمونه موشک تجاری‌سازی شده شامل موشک بدون بالک، موشک به همراه بالک کنترلی، موشک با بالک کنترلی به همراه شفت متصل به آن و موشک با بالک کنترلی و شفت متصل به آن با درنظرگرفتن گوه پرداخته شده و مقایسه نتایج بین این هندسه‌ها صورت‌گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که حضور بالک کنترلی به‌عنوان مانعی در راه حرکت جریان هوا باعث افزایش 27 درصدی شار حرارتی روی بدنه موشک شده است. به واسطه وجود شفت، شار حرارتی روی بدنه موشک در بخش جلوی شفت افزایش یافته است. علت این موضوع، تداخل لایه مرزی روی بدنه با موج شاک تشکیل شده در جلوی شفت است. بطوری‌که در بالادست شفت این افزایش مقدار شار حرارتی 5 برابر هندسه بدون شفت است. حضور گوه در جلوی شفت، باعث کاهش 52 درصدی شار حرارتی در قسمت پایین دست خود می‌شود. همچنین گوه ماکزیمم شار حرارتی ایجاد شده روی سطح شفت را نسبت به هندسه سوم حدود 74% کاهش می‌دهد. بنابراین وجود گوه از اثرات مخرب گرمایش آیرودینامیکی در نزدیکی بالادست شفت به خوبی کاسته است.

numerical simulation of heat flux evaluation for atmospheric re-entry control wing connections

the present research has investigated the simulation of the aerodynamic heating of a missile with regard to the placement and non-placement of the control block and its connection components. in this research, a commercialized missile in four different configurations was investigated (missile without the placement of other components, missile with the placement of a control block, missile with the placement of a control block with a shaft attached to it, and missile with the placement of a control block with a shaft attached to it and considering the wedge) and the results have been compared between different configurations. the results showed that the presence of a control block as an obstacle in the way of airflow has increased the heat flux on the missile surface by about 27% compared to the first phase. in the upstream of the shaft, this increase in the amount of heat flux is 5 times compared to the case without the shaft. also, with the simulation of the fourth phase, the effect of the presence of the wedge in guiding the fluid flow and reducing the damaging effects of heating around the location of the shaft was revealed. the results showed that the presence of the wedge caused the heat flux of the missile surface to decrease by about 52% compared to the third phase. also, the wedge has reduced the maximum heat flux created on the shaft surface by about 74% compared to the third phase.