بررسی تاثیر نوع تیغه‌ها و تراکم تیغه‌های بالک مشبک بر روی ضرایب آیرودینامیکی

بالک مشبک در واقع یک نوع سطح کنترلی آیرودینامیکی بوده که دارای یک قاب بیرونی و یک ساختار شبکه ای مربعی یا لوزی شکل از تیغه های نازک متقاطع می باشد. هدف از به‌کارگیری بالک مشبک، تامین سطح پایدارساز یا سطح کنترلی موشک و در عین حال کاهش گشتاور لولا در سرعت هایی است که در آن نیروهای زیادی به بالک ها وارد می شود. در این تحقیق با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی تاثیر تیغه ها و تراکم لوزی های بالک مشبک بر روی ضرایب آیرودینامیکی موشک در رژیم جریان مافوق صوت در حالت پایا بررسی شده است. شبیه سازی بالک های مشبک در این مقاله ابتدا دارای دو نوع تیغه لوزوی و صفحه تخت بوده و نتایج حاصله با نتایج آزمایشگاهی نزدیکی که برای آنها موجود بود مقایسه شد و پس از انتخاب تیغۀ لوزوی، تغییر ضرایب آیرودینامیکی موشک با افزایش و کاهش 50 درصدی تعداد لوزی های بالک (بدون تغییر در ابعاد کلی قاب بالک) نسبت به حالت مرجع بررسی شده است. نمودارهای مربوط به ضریب نیروی محوری و عمودی همچنین گشتاور پیچشی و مرکز فشار در موشک مفروض به ازای زوایای حمله مختلف در ماخ پروازی 3 آورده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی جریان حول دو نوع بالک مشبک ذکرشده نشان از دقت حل عددی در محاسبه پیچیدگی های جریان در هندسه های دارای بالک‌های مشبک و همچنین تطابق نتایج بالک دارای تیغۀ لوزوی با نتایج تجربی تونل باد می باشد. همچنین محاسبات نشان می دهد که با افزایش و کاهش 50 درصدی تراکم لوزی ها در یک قاب ثابت می توان موقعیت مرکز فشار را حدود یک قطر به سمت جلو یا عقب موشک تغییر داد.

Investigate of Septum Type Effects and Septum Density of Lattice Fin Partitions On Aerodynamics Coefficient

Lattice fin is an aerodynamic control surface with an outer frame and square or diamondshaped grid structure of secant septum. The purpose of grid fins is to provide a level stabilizer or control level of the missile while reducing the hinge moment at speeds in which many forces enter the fins. In this research, with computational fluid dynamics method, the septum and density effect of lattice fins on the aerodynamic coefficients of the missile in steady state and supersonic flow regime has been studied. Simulation of lattice fins in this paper, at first have two types of 3D sharp diamond and flat plates, then compared with the near experiment results that were available to them and after that selecting the 3D sharp diamond septum. At last variant of missile aerodynamic coefficients with 50% increase and decrease of septum density fin (unchanged in the overall dimensions of the fin frame) was compared to the reference state. Diagram of axial and vertical force coefficients, as well as the pitch moment and center of pressure in the assumed missile, are given for various angle attacks in Mach 3. Numerical flow simulation results around two types of lattice fins indicate the accuracy of numerical solution in calculating the flow complexities on latticeshaped geometries and also matching of 3D sharp diamond septum results with the experimental results of wind tunnel. Also, calculations show that by increasing and decreasing the 50% density of septum in a fixed frame, the position of center of pressure can be changed by about one diameter to the front or rear of missile.