3
مجموعه ی تحقیقاتی کاوشگر خورشید، دانشگاه شیراز، شیراز ایران
چکیده
یکی از روش‌های دقیق اندازه‌گیری پارامترهای آیرودینامیکی، روش پرواز آزاد مدل در آزمایشگاه‌های آیروبالستیک می باشد. در این روش می‌توان مواردی از قبیل آزمایش مدل‌ها در محدوده وسیعی از سرعت‌های پروازی مادون، حدود، مافوق و ماوراء صوت، آزمایش مدل‌ها در ابعاد میلی‌متر تا آزمایش آنها در ابعاد حدود متر، اندازه‌گیری پارامترهای مربوط به مسیر حرکت و پارامترهای آیرودینامیک و آیروالاستیک، بررسی عملکرد سامانه‌های کنترل وسیله طراحی شده، آزمایش تحمل دمایی مواد، بررسی تحمل سازه، بررسی مسائل برخورد با سرعت‌های بسیار بالا و بررسی مسائل بازگشت به جو زمین را بررسی نمود. در این آزمایشگاه ایستگاه‌هایی برای اندازه‌گیری داده‌های پروازی مدل در فواصل معین قرار گرفته است که با روش‌هایی از قبیل تصویربرداری و تله‌متری داده‌ها استخراج می‌شود. مسئله مطرح ارائه یک مدل ریاضی مناسب و با خطای کم به‌منظور استخراج ضرایب آیرودینامیکی از داده‌های خام اندازه‌گیری شده با توجه به تعداد ایستگاه‌های اندازه‌گیری و فواصل آنها می باشد. لذا در این کار یک بررسی اجمالی استخراج ضرایب آیرودینامیکی در آزمایش آیروبالستیک برای استفاده از داده‌های تصویربرداری انجام شده و به‌عنوان یک ابزار و روش این کار ارائه گردیده است. با توجه به نتایج ارائه‌شده می‌توان گفت که استخراج ضرایب استاتیکی و دینامیکی مستقل از هم نیست و باید به‌طور هم‌زمان محاسبه شوند. در صورتی که ضرایب دینامیکی مقدار قابل توجهی داشته باشند نمی‌توان از آنها صرف‌نظر کرد. دقت مورد نیاز اندازه‌گیری در حالتی که ضرایب دینامیکی باعث استهلاک نوسانات شده‌اند، با 20 ایستگاه حدود 0.1 درجه است؛ در حالی که با 10 ایستگاه دقت 0.10 درجه کفایت نمی‌کند و دقت بالاتر از آن نیاز است.
Gershenson, J. “Capstone Design Course for NASA ESMD”, 2009.##
Chambers, J. “Modeling Flight NASA Latest Version: The Role of Dynamically Scale Free Flight Models in Support of NASA Aerospace Programs”, 3, 2015.##
Khristenko, Y.F., Zelepugin, S.A., and Gerasimov, A.V. “New Light-Gas Guns for the High-Velocity Throwing of Mechanical Particles”, 12, No.22, pp. 6606-6610, 2017.##
Seiler, F. and Igra, O. “Hypervelocity Launchers”, Springer, 2016.##
Davis, B.S., Guidos, B.J., and Harkins, T.E. “Complementary Roles of Spark Range and Onboard Free-Flight Measurements for Projectile Development”, Army Research Lab Aberdeen Proving Ground Md Weapons And Materials Research,2009.##
Topper, B., Brown, T.G., Bukowski, E., Davis, B.S., Hall, R.A., Muller, P.C., Vong, T.T. and Brandon, F.J., “Feasibility of Determining Aerodynamic Coefficients for a NASA Apollo Body with the Use of Telemetry Data from Free Flight Range Testing”, Army Research Lab Aberdeen Proving Ground Md Weapons And Materials Research, 2007.##
West, I.T. “Hypersonic Aerodynamic Flight Coefficients Determined from Free Flight”, The UNSW Canberra at ADFA Journal of Undergraduate Engineering Research, Vol.1, No. 2, p. 36, 2009.##
Chhabildas, L.C. and Knudson, M.D. “Techniques to Launch Projectile Plates to Very High Velocities, in High-Pressure Shock Compression of Solids VIII”, Springer, pp. 143-199, 2005.##
Carmona-Reyes, J., Cook, M., Schmoke, J., Harper, K., Reay, J., Matthews, L. and Hyde, T. “Impact Studies Using a One Stage Light Gas Gun”, Lunar and Planetary Science Conference. 2004.##
Grinstead, J.H., Wilder, M.C., Reda, D.C., Cornelison, C.J., Cruden, B.A., and Bogdanoff, D.W. “Shock Tube and Ballistic Range Facilities at NASA Ames Research Center”, National Aeronautics and Space Administration Moffett Field Ca Ames Research, 2010.##
Van Donkelaar, F. “Development of an Expedient Two-Stage Gas Gun”, University of Washington, 2021.##
Swift, H.F. “Light-Gas Gun Technology: a Historical Perspective, in High-Pressure Shock Compression of Solids VIII”, Springer, pp. 1-35.##
Abdelkefi, A., Vasconcellos, R., Nayfeh, A.H., and Hajj, M.R. “An Analytical and Experimental Investigation into Limit-Cycle Oscillations of an Aeroelastic System”, 71, No. 1, pp. 159-173, 2013.##
Haya, R., Kerr, M. and Bonetti, D. “Entry, Descent, and Landing Systems Short Course”, 2013.##
Bhagwandin, V.A., Sahu, J. “Numerical Prediction of Pitch Damping Stability Derivatives for Finned Projectiles”, Journal of Spacecraft and Rockets, 51, No. 5, pp. 1603-1618, 2014.##
Dupuis, A. and Hathaway, W. “Flight Dynamics of a Projectile with High Drag Retarder Devices at Subsonic Velocities”, 19th Symposium of Ballistics. 2011.##
Kokes, J., Costello, M., and Sahu, J. “Generating an Aerodynamic Model for Projectile Flight Simulation Using Unsteady Time Accurate Computational Fluid Dynamic Results”, 45, p. 11131, 2007.##
Oosterom, W. “Flying-V Family Design”, 2021.##
Klatt, D., Proff, M., and Hruschka, R. “Investigation of the Flight Behavior of a Flare-Stabilized Projectile Using 6DoF Simulations Coupled with CFD”, 2019.##
Sun, S. and de Visser, C. “Aerodynamic Model Identification of a Quadrotor Subjected to Rotor Failures in the High-Speed Flight Regime”, 4, No. 4, pp. 3868-3875, 2019.##
Sung, C.-h. and Kwon, J. “Aerodynamic Design Optimization Using the Navier-Stokes and Adjoint Equations”, 39th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. 2001.##
)
