بررسی تأثیر مؤلفه‌های هندسی بالک بر عملکرد آیرودینامیکی موشک

فرج الهی, امیرحمزه; یزدانی, خشایار; نادری, علی اصغر

بررسی تأثیر مؤلفه‌های هندسی بالک بر عملکرد آیرودینامیکی موشک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشگاه امام علی (ع)

² دانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه گیلان

³ دانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه امام علی (ع)

چکیده

در طراحی آیرودینامیک موشک، لازم است فضای طراحی وسیعی مورد بررسی قرار گیرد. پیچیدگی یک فضای طراحی به تعداد متغیرهای ورودی بستگی دارد. قطر موشک، دماغه، طول بدنه، تعداد ردیف بالک‌ها، تعداد بالک‌ها برای هر ردیف، اندازه و شکل هر بالک‌ها و مقطع عرضی آن‌ها می‌تواند به‌عنوان نمونه‌هایی برای متغیرهای طراحی ارائه شود. در این تحقیق مشخصه‌های آیرودینامیکی نیروی درگ (بسا)، نیروی لیفت (برآ)، گشتاور چرخشی، مانورپذیری، نسبت نیروی لیفت به درگ و همچنین نیروی فشاری در اعداد ماخ و زاویه حمله مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده دیده شد که ضرایب آیرودینامیکی با افزودن بالک در جلوی موشک افزایش یافته است. همچنین مشاهده می‌شود که پایداری موشک در حالت نزدیک بودن بالک به انتهای موشک بهبود می‌یابد ولی نسبت نیروی لیفت به درگ و مانورپذیری کاهش مییابد. همچنین مشخص شد که با افزایش طول و ارتفاع بالک نیروی لیفت به نیروی درگ، نیروی عمودی و نیز پایداری موشک افزایش مییابد. همچنین مشاهده شد که نسبت نیروی لیفت به نیروی درگ نیز با بیشتر شدن تعداد ردیف بالک، افزایش مییابد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.23223278.1398.8.2.11.4

عنوان مقاله [English]

The Effect of the Geometric Parameters of the Fin on Aerodynamic Performance of Missile.

نویسندگان [English]

khashayar yazdani ²
Aliasghar Naderi ³

² Department of mechanical engineering, Gilan university

³ Department of Mechanical engineering, Imam ali university

چکیده [English]

In the aerodynamic design of missiles, it is necessary to consider a wide design space. The complexity of a design space depends on the number of input variables. Missile diameter, nozzle, body length, the number of rows of fin, the number of fins for each row, the size and shape of each ffin, and their cross-section can be provided as examples of design variables. In this study, the aerodynamic characteristics of drag force , lift force, rotational torque, maneuverability, lift-drag force ratio as well as compressive force at Mach numbers and different attack angles were investigated. The results showed that aerodynamic coefficients increased with the addition of a fin in front of the missile. It is also observed that the stability of the missile improves when the fin is near the end of the missile but the ratio of lift to drag and maneuverability is reduced. It was also found that by increasing the length and height of the fin lifting force to the drag force, vertical force and the stability of missile increases. Also, it was observed that lift-drag force ratio increases with the increase in the number of fin rows.

کلیدواژه‌ها [English]

Aerodynamic
Fin
Attack angle
Mach number

مراجع

Akgül, A., Akargün, H. Y., Atak, B., Çetiner, A. E., and Göker, O. “Numerical investigation of NASA tandem control missile and experimental comparison”, Sci. Tech. Rev. Vol. 62, No. 1, pp.3-9, 2012.##
Yang, Y. R., Jung, S. K., Cho, T. H., and Myong, R. S. “Aerodynamic shape optimization system of a canard-controlled missile using trajectory-dependent aerodynamic coefficients”. J Spacecraft Rockets. Vol. 49, No. 2, pp. 243-249, 2012.##
Tanrikulu, O., and Ercan, V. “Optimal external configuration design of unguided missiles”. J Spacecraft Rockets. Vol. 35, No. 3, pp. 312-316. 1998.##
Tanil, C., Platin, B., and Mahmutyazicioglu, G. “External configuration optimization of missiles in conceptual design”. In AIAA atmospheric flight mechanics conference, p. 5719, 2009.##
Graves, E. B., & Fournier, R. H. “Stability and control characteristics at Mach numbers from 0.20 to 4.63 of a cruciform air-to-air missile with triangular canard controls and a trapezoidal wing”. 1974.##
Yin, B., Xu, D., An, Y. R., and Chen, Y. S. “Aerodynamic optimization of 3D wing based on iSIGHT”. Appl Math Mech-Engl, Vol. 29, No. 2, pp.603-610, 2008.##
Yue, C. G., Chang, X. L., Yang, S. J., and Zhang, Y. H. “Numerical Simulation on Aerodynamic Characteristic of an Air-to-Air Missile”. International Workshop on Computer Science for Environmental Engineering and EcoInformatics, Springer, Berlin, Heidelberg, 2011.##
Sigal, A. “Comparative Aerodynamic Analysis Of A Missile With An Eight-Fin Tail”. 23rd International Symposium On Ballistics Tarragona (pp.16-20), Spain, 2007.##
Guide, A. F. U. Release 14.0, ANSYS. Inc., USA, November, 2011.##