بهینه‌سازی آیرودینامیکی و پایداری افزونه تصحیح مسیر ترابرپذیر پرتابه دوچرخشه مافوق صوت

در پژوهش پیشرو، یک افزونه جدید ترابرپذیر که قابلیت نصب بر روی پرتابه‌های دوچرخشه را دارد؛ با رویکردی عددی طراحی و بهینه‌سازی شده است. همچنین اثرات آیرودینامیکی و پایداری دینامیکی این افزونه به‌گونه‌ای بررسی شد که با افزایش عملکرد آن، امکان اصلاح مسیر پرتابه توسط افزونه‌ی بهینه، فراهم شود. شایان‌ذکر است که در روند شبیه‌سازی‌ها، مدل آشفتگی کااپسیلون به‌منظور دست‌یابی به اهداف این تحقیق، در نظر گرفته‌شده است. این افزونه در قسمت غیر چرخان با چهار کاناردمنجر به افزایش ضریب گشتاور و در نتیجه تصحیح مسیر پرتابه می‌شود. ابتدای امر، به‌منظوردست‌یابی به پارامترهای طراحی، شبیه‌سازی‌های مختلفی صورت پذیرفت و اثرات پارامترهای گوناگون بر آیرودینامیک و پایداری پرتابه مورد مطالعه قرارگرفته است. در همین راستا،مطابق با شرایط واقعی در ماخ‌های 2 تا 3 و در زوایای حمله 0 و 2 درجه،شبیه‌سازی پرتابه با افزونه جدید صورت پذیرفت. در ادامه، نتایج حاصله با جریان حول پرتابه بدون افزونه مقایسه گردید؛ سپس با تعیین پارامترهای طراحی و تابع هدف مختلف از جنبه آیرودینامیکی و پایداری، بهینه‌سازی این افزونه‌ی دارای کانارد، بحث و بررسی شد. در انتها، با استفاده از روش پاسخ سطح برای توابع پاسخ متفاوتی همچون پایداری دینامیکی و ژیروسکوپیکی در فاز ابتدایی و قدرت چرخش در فاز نهایی، مدل‌سازی و بهینه‌سازی برای نمونه مورد نظر صورت پذیرفت. یافته‌های حاصله از پایداری پرتابه با افزونه بهینه‌شده جدید نشان از قابلیت‌های آیرودینامیکی بسیار خوب افزونه‌‌ی بهینه‌شده، دارد. اگرچه افزونه جدید منجر به افزایش جزئی در ناپایداری پرتابه خواهد شد؛اماکماکان شروط پایداری به‌طور کامل ارضا می‌شود و می‌توان از این افزونه جدید ترابرپذیر در پرتابه‌های دوچرخشه بسیار بهره برد.

Aerodynamic and Stability Optimization of Portable TrajectoryCorrection Extension for DualSpin Supersonic projectile

In this paper, a new portable plugin extension has been designed and optimized, which can be installed on dualspin projectiles. The aerodynamic and dynamic stability effects of this plugin extension have been investigated in such a way that byincreasing its performance, it is possible to modify the projectile path by the optimal extension. This portable device with four canards mounted on the projectile’s nonrotating part can increase the torque coefficient and correct the projectile path. Initially, to achieve the design parameters, various simulations were performed, and the effects of several parameters on the aerodynamics and stability of the projectile were studied. Adjusting to real conditions of Mach 2 to 3 and at the attack angles of 0 and 2 degrees, the projectile was simulated with the new addon, and the results were compared with that of the projectile without any extensions. By defining the design variables and objective functions in terms of aerodynamics and stability, the optimization of this plugin extension with canard was investigated by the response surface method (RSM). In the first phase of optimization, dynamic and gyroscopic stabilities were mentioned as response functions, and rotational power was chosen in the next phase of the study. As a result, the projectile’s stability was investigated with a new optimized extension, and the optimum addon system displayed excellent aerodynamic capabilities. Although the new plugin device leads to a slight increase in the projectile instability, the stability conditions are still fully met, and the optimized plugin extension can be used in dualspin projectiles.