تحلیل عددی موشک دارای بالک‌های مشبک و بررسی تاثیر نوع هندسه بالک بر روی ضرایب آیرودینامیکی

در تحقیق حاضر، با استفاده از روش عددی، تاثیر نوع هندسۀ بالک مشبک برروی ضرایب آیرودینامیکی موشک در رژیم جریان مافوق صوت در حالت پایا بررسی شده است. بالک مشبک در واقع یک نوع سطح کنترلی آیرودینامیکی بوده که با ساختاری شبکه ای (مربعی یا لوزی شکل) از تیغه های نازک متقاطع، دارای مزایای بسیاری می باشد. این بالک ها سطح پایدارساز یا سطح کنترلی بالایی برای موشک تامین می‌کند. بالک های مشبک شبیه سازی شده در مقاله حاضر، دارای شبکه های لوزوی بوده و تغییر ضرایب آیرودینامیکی موشک با افزایش 25 و 50 درصدی دهانه، افزایش 50 و 100 درصدی وتر و افزایش 5/1 برابری پهنا با فرض ثابت بودن ضخامت بالک (بدون تغییر در ابعاد کلی قاب بالک) بررسی شده است. در ابتدا ضرایب نیروی محوری و عمودی همچنین گشتاور پیچشی و مرکز فشار موشک با بالک مشبک اصلی در زوایای حمله مختلف در ماخ پروازی 3 محاسبه شده و با نتایج عددی و تجربی موجود در مقالات مقایسه شده است. نتایج مقایسه، نشان از دقت حل عددی در محاسبه پیچیدگی های جریان در موشک دارای بالک‌های مشبک با نتایج تجربی تونل باد را دارد. در ادامه با افزایش دهانه، وتر و پهنای بالک مشبک، تغییرات ضرایب آیرودینامیکی موشک نسبت به موشک مرجع بررسی شده است. محاسبات نشان می دهد که با افزایش دهانه و وتر، تمامی ضرایب آیرودینامیکی افزایش یافته و با افزایش پهنا با ثابت بودن ضخامت، میزان پسا تا حدودی کاهش و بقیه ضرایب آیرودینامیکی افزایش خواهند یافت.

Numerical Analysis of Missile With Grid Fins and Investigating the Fin Type Geometry Effects On Aerodynamics Coefficients

In this article, investigating fin type geometry effects with numerical analysis on aerodynamics coefficients in steady state and supersonic flow. In fact the Grid Fin is an aerodynamic control surface with a grid structure (square or rhomboid) of thin septum that has many advantages and provide high levels of stabilizer or control surface for the missile. The simulated lattice fins in this paper have rhomboid partitions and investigating the variance of aerodynamic coefficients of the missile with an increase of 25% & 50% in the span, an increase of 50% & 100% in chords and an increase of 1.5 times the width with the constant fin thickness assumption (no change in general dimensions of the fin frame). Initially, the axial and vertical force coefficients as well as the pitch moment and center of pressure on missile were calculated at various angles of flight on Mach 3 in main grid fin and compared with numerical and experimental results in reference articles. The results of the comparison show the numerical resolution accuracy on calculating the flow complexities in the missile latticework with the experimental results of the wind tunnel. Further, by increasing the span, chord and lattice width, the aerodynamic coefficients variant of the missile were compared to the reference missile. Calculations show that by increasing the span and chord, all the aerodynamic coefficients will increase to the extent that they will be mentioned, and with increasing width with constant fin thickness, Drag coefficient will be reduced to a small extent and the remaining aerodynamic coefficients will increase.