1
مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
2
مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
چکیده
بالک مشبک در واقع یک نوع سطح کنترلی آیرودینامیکی بوده که دارای یک قاب بیرونی و یک ساختار شبکهای مربعی یا لـوزی شکل از تیغههای نازک متقاطع میباشد. هدف از به‌کارگیری بالک مشبک، تأمین سطح پایدارساز یا سطح کنترلی موشک و در عین حال کاهش گشتاور لولا در سرعتهایی است که در آن نیروهای زیادی به بالکها وارد میشود. در این تحقیق با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی تأثیر تیغهها و تراکم لوزیهای بالک مشبک بر روی ضرایب آیرودینامیکی موشک در رژیم جریان مافوق صوت در حالت پایا بررسی شده است. شبیهسازی بالکهای مشبک در این مقاله ابتدا دارای دو نوع تیغة 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 لوزیهای 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 حملة مختلف در ماخ پروازی 3 آورده شده است. نتایج حاصل از شبیهسازی عددی جریان حول دو نوع بالک مشبک ذکرشده نشان از دقت حل عددی در محاسبة پیچیدگیهای جریان در هندسههای دارای بالکهای مشبک و همچنین تطابق نتایج بالک دارای تیغۀ لوزوی با نتایج تجربی تونل باد میباشد. همچنین محاسبات نشان میدهد که با افزایش و کاهش 50 درصدی تراکم لوزیها در یک قاب ثابت میتوان موقعیت مرکز فشار را حدود یک قطر به سمت جلو یا عقب موشک تغییر داد.
Sharma, N. and Kumar, R. "Missile Grid Fins Analysis Using Computational Fluid Dynamics: ASystematic Review", INCAS Bulletin, Vol. 11, no.1, pp. 151-169, 2019.##
Shapiro, A. "The Dynamics and Thermodynamics of Compressible Fluid Flow", The Ronald Press Company, New York, United States, 1953.##
Munawar, A. "Analysis of Grid Fins as Efficient Control Surface in Comparison to Conventional Planar Fins", Proc. Int. 27th Cong. Aeronautical Sciences, 2010.##
Washington, W. and Miller, M. "Grid Fins - A new Concept for Missile Stability and Control", in 31st. Aerosp. Sci. Meeting, Reno,NV,U.S.A. 1993.##
Washington, W. and Miller, M. "Experimental Investigations of Grid Fin Aerodynamics: A Synopsis of Nine Wind Tunnel and Three Flight Tests." Proc. RTO AVT Symposium on Missile Aerodynamics, Sorrento, Italy, 1998.##
DeSpirito, J., Edge, H., Weinacht, P., Sahu, J., and Dinavahi, S. "CFD Analysis of Grid Fins for Maneuvering Missiles”, in 38th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 2000.##
Berner, C., Dupuis, A. "Wind Tunnel Tests of a Grid Finned Projectile Configuration”, in 39th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 2001.##
Schülein. E., Guyot, D. "Novel High-Performance Grid Fins for Missile Control at High Speeds: Preliminary Numerical and Experimental Investigations In Innovative Missile Systems”, Meeting Proceedings RTO-MP-AVT-135, 2006.##
Kless, J., Aftosmis, M. "Analysis of Grid Fins for Launch Abort Vehicle Using a Cartesian Euler Solver”, in 29th AIAA Applied Aerodynamics Conference, 2011.##
Dikbas, E. "Design of A Grid Fin Aerodynamic Control Device for Transonic Flight Regime”, (Master's Thesis, Middle East Technical University) June 2015.##
Debiasi, M., Zeng, Y. "Forces and Moments Generated by Swept-Back Grid Fins with Sharp Leading Edges”, J. Aircraft, Vol. 53, no. 6, pp. 1964-1968, 2016.##
Faza, A. "Study of Swept Angle Effects on Grid Fins Aerodynamics Performance”, J. Phys. Conf. Ser., Vol. 1005, no. 1, 2018.##
Liu, Y. Xia, Z.-x., Liu, J. "Numerical Simulation of aerodynamic characteristics And Heating for Grid Fin Missiles”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: J. Aerospace. Eng., Vol. 233, no. 7, pp. 2368-2377, 2019.##
Nosratollahi, M., Hashemabadi, M. "Analysis of the Grid Fin Inset Effect on Function of Missile in Aerodynamic Analysis of It”, Aerospace Knowledge and Technology Journal, 2014. (in Persian)
Anderson, J. D. "Computational Fluid Dynamics”, New York: McGraw-Hill, 1995.##
Fournier, E. "Wind Tunnel Investigation of Grid Fin and Conventional Planar Control Surfaces”, in 39th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 2001.##
Dehghani Sanij, M. A. "Numerical Simulation with Fluent 6.3. Tehran: Naghous-e Andishe Company”, 2008.##
آرزومند, بهنام, پرهیزگار, حمید, & طربی, عباس. (1399). بررسی تأثیر نوع تیغهها و تراکم تیغههای بالک مشبک بر روی ضرایب آیرودینامیکی. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 9(1), 1-15.
MLA
بهنام آرزومند; حمید پرهیزگار; عباس طربی. "بررسی تأثیر نوع تیغهها و تراکم تیغههای بالک مشبک بر روی ضرایب آیرودینامیکی". مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 9, 1, 1399, 1-15.
HARVARD
آرزومند, بهنام, پرهیزگار, حمید, طربی, عباس. (1399). 'بررسی تأثیر نوع تیغهها و تراکم تیغههای بالک مشبک بر روی ضرایب آیرودینامیکی', مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 9(1), pp. 1-15.
VANCOUVER
آرزومند, بهنام, پرهیزگار, حمید, طربی, عباس. بررسی تأثیر نوع تیغهها و تراکم تیغههای بالک مشبک بر روی ضرایب آیرودینامیکی. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 1399; 9(1): 1-15.
)
