شبیهسازی عددی اثر بالک مشبک بر نیروهای آیرودینامیکی یک موشک

در تحقیق حاضر با استفاده از حل عددی به پیش­بینی میدان جریان و نیروهای آیرودینامیکی سه نوع موشک با طراحی مختلف بالک­ها و نیز مقایسه بالک معمولی و مشبک پرداخته شده است. یکی از مهمترین پارامترهایی که در پایداری و عملکرد موشک بسیار حائز اهمیت است، بالک­ها هستند. طراحی و بهینه­سازی این بالک­ها می­تواند اثرات قابل توجهی در کارآیی آیرودینامیکی و مانورپذیری موشک داشته باشند. نتایج در محدوده اعداد ماخ ۵/۰ تا ۳ و زوایه حمله ۰ تا ۱۰ درجه استخراج شدهاند. در این مطالعه پارامترهایی نظیر نیروی پسا، نیروی برآ، میدان جریان و توزیع عدد ماخ مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که بالک مشبک در موقعیت دم، بیشترین نیروی پسا را ایجاد می­کند. همچنین نتایج نشان دادند که نیروی برآ برای موشک با بالک مشبک در موقعیت دم، از دو موشک دیگر (موشک معمولی و موشک کانارد مشبک) بیشتر است و با افزایش زاویه حمله مقدار نیروی برآ نیز بیشتر می­شود. گشتاور لولایی نیز برای بالکهای قرار­گرفته در موقعیت کانارد، برای بالک مشبک مقادیر کمتری را نسبت به بالک معمولی نشان میدهد. با توجه به نتایج بهدستآمده نیروی پسا از اعداد ماخ زیر صوت به سمت اعداد ماخ فراصوت روند افزایشی داشته و در اعداد ماخ مافوق صوت کاهش پیدا کرده است. علاوه بر این، با افزایش عدد ماخ به سمت اعداد ماخ فراصوتی، امواج عمودی در جلوی بالک تشکیل شده و سبب افزایش شدیدی در نیروی پسا شده است.

Keywords:

بالک معمولی , بالک مشبک , حل عددی , نیروهای آیرودینامیکی