در تحقیق حاضر، با استفاده از روش عددی، تأثیر نوع هندسه ی بالک مشبک برروی ضرایب آیرودینامیکی موشک در رژیم جریان مافوق صوت در حالت پایا بررسی شده است. بالک مشبک در واقع یک نوع سطح کنترلی آیرودینامیکی بوده که با ساختاری شبکه ای (مربعی یا لوزی شکل) از تیغه های نازک متقاطع، دارای مزایای بسیاری می باشد. این بالک ها سطح پایدارساز یا سطح کنترلی بالایی برای موشک تأمین می کند. بالک های مشبک شبیه سازی شده در مقاله حاضر، دارای شبکه های لوزوی بوده و تغییر ضرایب آیرودینامیکی موشک با افزایش 25 و 50 درصدی دهانه، افزایش 50 و 100 درصدی وتر و افزایش 5/1 برابری پهنا با فرض ثابت بودن ضخامت بالک (بدون تغییر در ابعاد کلی قاب بالک) بررسی شده است. در ابتدا ضرایب نیروی محوری و عمودی همچنین گشتاور پیچشی و مرکز فشار موشک با بالک مشبک اصلی در زوایای حمله مختلف در ماخ پروازی 3 محاسبه شده و با نتایج عددی و تجربی موجود در مقالات مقایسه شده است. نتایج مقایسه، نشان از دقت حل عددی در محاسبه پیچیدگی های جریان در موشک دارای بالک های مشبک با نتایج تجربی تونل باد را دارد. در ادامه با افزایش دهانه، وتر و پهنای بالک مشبک، تغییرات ضرایب آیرودینامیکی موشک نسبت به موشک مرجع بررسی شده است. محاسبات نشان می دهد که با افزایش دهانه و وتر، تمامی ضرایب آیرودینامیکی افزایش یافته و با افزایش پهنا با ثابت بودن ضخامت، میزان پسا تا حدودی کاهش و بقیه ضرایب آیرودینامیکی افزایش خواهند یافت.

به منظور مطالعه رفتار آیرودینامیکی راکتهای بالک خمیده، برای نخستین بار در کشور، یک برنامه جامع شامل آزمونهای متعدد تدارک دیده شده است. در مرحله اول یک مدل استاندارد در تونل باد مافوق صوت دانشگاه امام حسین (ع) که دارای سطح مقطع کاری به ابعاد 60×60 سانتیمتر مربع است در اعداد ماخ 0.4≤M¥≤2.2 و زوایای حمله -4˚≤α ≤10˚ درجه مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج این آزمایشات که شامل تعیین ضرایب طولی راکت است با نتایج به دست آمده از یک برنامه رایانه ای و نیز نتایج یک آزمایش مشابه در مرکز ناسا (NASA) مقایسه شده است. این مقایسه نشان می دهد که آزمایشات انجام شده از دقت نسبتا خوبی برخوردار است. پس از حصول اطمینان از دقت عملکرد تونل باد، مدل یک راکت بالک خمیده در این تونل مورد آزمایش قرار گرفته است. تحلیل نتایج به دست آمده در زوایای حمله و عددهای ماخ رضایتبخش بوده و در توجیه عملکرد راکت در حین پرواز مورد استفاده قرار گرفته است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.