مطالعه پارامتریک مرزهای ناپایداری آیروالاستیک مدل حامل فضایی در جریان مادون صوت

در این مقاله، تحلیل حوزه فرکانس پایداری آیروالاستیک بدنه حامل فضایی در شرایط پرواز ابتدای پرتاب روی طیف وسیعی از پارامترهای هندسی، مشخصه‌های سازه‌ای و سایر پارامترها نظیر نیروی پیشران صورت گرفته است. مدل آیروالاستیک با درنظر گرفتن مودهای فرضی و آیرودینامیک شبه‌پایا ایجاد گردیده است. توزیع فشار جریان مادون‌صوت روی جسم سه‌بعدی توسط روش اجزای مرزی محاسبه شده است. مدل سازه تیر اویلر- برنولی غیریکنواخت با اتصالات داخلی فنر پیچشی و شرایط مرزی دوسر-آزاد است که تحلیل مودال آن به روش تفاضل محدود صورت گرفته است. نتایج حاصل نشان‌ می‌دهند تغییر در اندازه پارامترهای هندسی و سازه‌ای، ضمن آنکه موجب جابجایی مرز ناپایداری آیروالاستیک می‌شود، ممکن است نوع ناپایداری را نیز تغییر دهد (از واگرایی به فلاتر) که علت اصلی آن، جابجایی اولین و دومین ناپایداری سیستم آیروالاستیک با یکدیگر است. علاوه بر آن، نشان داده شد نیروی دنبال‌کننده پیشران پایداری آیروالاستیک را محدودتر می‌نماید، اما نوع ناپایداری سیستم را تغییر نمی‌دهد.

parametric study of aeroelastic instability boundaries of space launch vehicle in subsonic flow

in the present work, the frequency-domain aeroelastic stability analysis of space launch vehicle body in the flight condition of initial launch phase is presented for a range of geometric parameters, structural characteristics, and other parameters such as thrust force. the aeroelastic model is derived using structural assumed modes and quasi-steady aerodynamics. the pressure distribution of subsonic flow on the 3d configuration is determined by boundary element method. non-uniform euler-bernoulli beam including torsion spring junctions along the body with free-free ends is used to model the structure, and its modal analysis is performed by finite difference method. concluded results illustrate variation in parameters not only could vary the aeroelastic instability boundary, but also might cause the instability type changed (from divergence to flutter), which its main reason is replacement the second instability of the aeroelastic system with the first one. furthermore, it is demonstrated that the follower thrust force restricts the aeroelastic stability but maintains the instability type.