بررسی تاثیر طراحی آیرودینامیکی بر پارامترهای پروازی جرم نقطه‌ای هواسر ماوراء صوت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگر، مرکز آیرودینامیک قدر - دانشکده فنی و مهندسی -دانشگاه جامع امام حسین (ع)-تهران - ایران

2 دانشیار گروه مهندسی هوافضا دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه جامع امام حسین (ع)

3 مربی، گروه مهندسی هوافضا، دانشکده فنی و مهندسی ، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران

4 دانشکده فنی و مهندسی. دانشگاه جامع امام حسین(ع)

چکیده

هواسرهای ماوراء صوت به عنوان سامانه‌های غیر قابل رهگیری و با قابلیت مانور عملیاتی بالا در سال‌های اخیر مورد توجه قرار دارند. از طرفی پرواز در محدوده‌ی بیشینه‌ی بازدهی آیرودینامیکی به علت تاثیر در افزایش برد و بالا بردن قابلیت مانور هواسر حائز اهمیت است. در این تحقیق بررسی پارامترهای پروازی هواسر ماوراء صوت شامل موقعیت و سرعت لحظه‌ای نسبت به پروفیل بدنه و مقدار زاویه‌ی اوج‌گیری با استفاده از روش تعیین مسیر پرواز جرم نقطه‌ای انجام شده است. نوع پروفیل بدنه با توجه به افزایش قابل توجه بازدهی آیرودینامیکی و سادگی باز طراحی سایر اجزاء، مقطع بیضی شکل انتخاب شده است. بررسی ضرائب آیرودینامیکی در عدد ماخ 7/6، دقت بالای روش نیوتونی اصلاح شده را به عنوان مبنای محاسبات نشان می‌دهد. نیروهای برآ و پسا در شرایط پروازی با تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی برای افزایش دقت تحلیل تصحیح شده است. تغییرات لحظه‌ای ضرائب آیرودینامیکی در هر گام زمانی بسته به ارتفاع و عدد ماخ موجب استفاده از کوپل دو طرفه‌ای میان تحلیل آیرودینامیک و پرواز جرم نقطه‌ای شده است. نتایج افزایش 54 درصد در برد هواسر و 29 درصد در سرعت برخورد آن با کاهش ارتفاع بدنه را نشان می‌دهد. این مقادیر در بررسی‌های مربوط به شعاع انحنای دماغه 16 و 74 درصد و در مطالعه زاویه اوج‌گیری اولیه 44 و 25 درصد می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the aerodynamic design effect on point mass flight parameters in hypersonic glider

نویسندگان [English]

  • Amirhossein Hossein 1
  • Farhad Ghadak 2
  • Mohammad Ali Jozvaziri 3
  • mohammad hadi eslamy 4
1 Qadr Aerodynamic Research Center, Imam Hossein University, Tehran, Iran
2 Imam Hossein University, Faculty of Engineering, Aerospace Science Group, Tehran, Iran
3 Imam Hossein University, Faculty of Engineering, Aerospace Science Group, Tehran, Iran
4 Faculty of Engineering. Imam Hussein University
چکیده [English]

Hypersonic glide vehicles have been considered as untraceable systems with high maneuverability in recent years. On the other hand, flying in the range of maximum aerodynamic efficiency is important due to its effect on increasing range and improving air maneuverability. In this research, the hypersonic glider flight parameters including position and instantaneous velocity relative to the body profile and the amount of climb angle have been investigated using the point mass flight path determination method. The type of body profile has been selected due to the significant increase in aerodynamic efficiency and simplicity of redesign of other components, elliptic cross section. The study of aerodynamic coefficients in Mach 6.7 shows the high accuracy of the modified newtonian method as the basis of calculations, which is then, corrected according to the flight conditions by the computational fluid dynamic. Due to the instantaneous changes in aerodynamic coefficients at each time step, depending on the altitude and Mach number, a two-way coupling between aerodynamic analysis and point mass flight is used. The results show a 54% increase in range and a 29% increase in incident speed with a decrease in body height. These values are 16% and 74% in the studies related to the radius of nose curvature and 44%, 25% in the study of the initial climb angle.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hypersonic glider
  • Hypersonic aerodynamic
  • Flight parameters
  • Point mass flight path