ارائه روند محاسبه ضرایب دینامیکی دمپینگ رول و دمپینگ پیچ یک پرتابه در شرایط پروازی مختلف به روش عددی

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران

2 استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران

چکیده

محاسبه مسیر پرواز و طراحی خلبان خودکار از مسائل مهم در طراحی اجسام پرنده است که مستلزم محاسبه دقیق ضرایب آیرودینامیکی و بهخصوص ضرایب دینامیکی می‌باشد. این مقاله به یک روند کلی برای محاسبه دو ضریب دینامیکی دمپینگ رول و دمپینگ پیچ با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی می‌پردازد. از روند ارائه‌شده در این مقاله، می‌توان برای محاسبه ضرایب دینامیکی دمپینگ پیچ و دمپینگ رول تمامی پرتابه‌ها و اجسام پرنده استفاده نمود. این ضرایب از طریق نرم‌افزار فلوئنت و با استفاده از تکنیک‌های دینامیک مش استخراج خواهند شد. در مقاله حاضر بحث مطالعه شبکه و مدل توربولانسی نیز انجام و درنهایت برای هرکدام از این ضرایب مدل توربولانسی مناسب انتخاب ‌شده ‌است. در این روند ابتدا ضرایب گشتاور رول و گشتاور پیچ با استفاده از تکنیک‌های دینامیک مش استخراج می‌شوند و سپس با استفاده از روابطی که در مقاله ارائه ‌شده‌اند ضرایب دینامیکی محاسبه ‌می‌شوند. به منظور اعتبارسنجی، ضرایب دینامیکی یک پرتابه با‌ استفاده از این روند محاسبه شده‌اند و نتایج آن با مقالات معتبر خارجی اعتبارسنجی می‌شوند. تطابق قابل قبول نتایج کار حاضر با مراجع معتبر، صحت روند ارائه ‌شده در این مقاله را برای محاسبه ضرایب دینامیکی به اثبات می‌رساند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Sivan DD, Jermey C (1989) Wind tunnel term of the aerodynamic   characitbumcs of a 155mm artillery shell. Adv Mater Res 1014: 165-168, August.

[2] Kayser LD, Kuzan JD, Vazquez DN (1990) Flight testing for 155mm base burn projectile. U.S.Army Research Laboratory, United States of America.

[3] Silton S, Howell BE (2009) Effect of spin variation on  predicting the dynamic stability of small caliber ammunition. 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition (47): 3417-3430.

[4]  Moore FG, Hymer TC (2004) 2002 Version of the aero prediction code (AP02). J Spacecr Rockets 41(2): 232-247.

[5] Heng WC (2011) Aerodynamic analysis of the M33 projectile using the CFX. PhD Thesis, Naval Postgraduate School, Monterey, California.

[6] Silton S (2005) Navier–stokes computations for a spinning projectile from subsonic to supersonic speeds. AIAA J Spacecr Rockets 42(2): 223-231.

[7] DeSpirito J, Silton S, Weinacht P (2009) Navier–stokes predictions of dynamic stability derivatives: Evaluation of steady-state methods. AIAA J Spacecr Rockets 46(6): 1142-1154.

[8] Doraiswamy S, Candler GV (2008) Detached eddy simulations and reynolds averaged naiver–stokes calculations of a spinning projectile. AIAA J Spacecr Rockets 45(5): 935-945.

[9] Sahu J (2008) Unsteady free-flight aerodynamics of a spinning projectile at a high transonic speed. AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference and Exhibit, Honolulu, United States of America.

[10] Despirito J, Heavey KR (2004) CFD Computation of magnus moment and roll damping moment of a spinning projectile. AIAA atmospheric Flight Mechanics Conference 139-154.

[11] Baranowski L (2013) Numerical testing of flight stability of spin-stabilized artillery projectile. Theor Appl Mech 51(2): 375-385.

[12] Carriage K, Young J, Kleine H, Hiraki K (2012) Reynolds-averaged navier-stokes computation of transonic projectiles in ground effect. 18th Australasian Fluid Mechanics Conference.

[13] Apostolovski G, Andreopoulos Y (2004) Microactuators for projectile flight control systems: A feasibility study. AIAA J Aircraft 41(6): 1336-1346.

[14] Okay E, Akay HU (2002) CFD predictions of dynamic derivatives for missiles. 40th AIAA Aerospace Sciences Meeting & Exhibit, Reno, United States of America.

[15] Doraiswamy S, Candler GV (2008) Detached eddy simulations and Reynolds-averaged Navier-Stokes calculations of a spinning projectile. J Spacecr Rockets 45(5): 935-945.

[16] Silton S (2011) Navier-Stokes predictions of aerodynamic coefficients and dynamic derivatives of a 0.50-cal projectile. 29th AIAA Applied Aerodynamics Conference 27-30.

[17] Guidos BJ, Chung SK (1995) Computational flight design of 0.5 caliber limited range training ammunition. U.S.Army Research Laboratory, United States of America.

[18] McCoy RL (1990) The aerodynamic characterestics of 0.50 ball, M33, API, M8, and APIT, M20, ammunition. U.S.Army Research Laboratory, United States of America.