طراحی آیرودینامیکی یک هواسر ماوراء صوت بر اساس روش پیکربندی موج‌سوار مشتق از مخروط

Abstract

گونه‌ای نوظهور از تسلیحات ماوراء صوت که به شکل گسترده‌ای موردتوجه قرارگرفته‌اند، هواسرهای ماوراء صوت می‌باشند. این وسایل با طی مسافت‌های طولانی در حدود چندین هزار کیلومتر درون جو و سرعت‌های بسیار بالا تا بیش از 20 ماخ ، هر سامانه‌ی دفاعی را به‌طورجدی به چالش می‌کشند. در این پژوهش به طراحی آیرودینامیکی یک هواسر ماوراء صوت بر اساس تئوری موج‌سوارها و روش موج‌سوار مشتق از مخروط پرداخته‌شده است. یک روش پارامتری با سه پارامتر زاویه‌ی شوک مخروطی β ، زاویه‌ی هشتی φ و نسبت فشردگی S معرفی گردیده و به شکل یک کد طراحی مورداستفاده قرارگرفته است. در فرآیند طراحی، از هواسر ماوراء صوت اچ.تی.وی.2 (HTV2) به‌عنوان مدل مرجع استفاده‌شده است. برای دست‌یابی به پیکربندی‌هایی با ابعاد عملیاتی، با تغییر پارامترهای طراحی، چهار پیکربندی موج‌سوار با ابعاد مشابه مدل مرجع شناسایی‌شده است. با تحلیل این چهار پیکربندی به روش دینامیک سیالات محاسباتی، پیکربندی که درمجموع بهترین نتایج آیرودینامیکی و حجم را دارد، به‌عنوان پیکربندی برگزیده‌ی طراحی انتخاب‌شده است. پیکربندی برگزیده‌ نسبت به مدل مرجع، درازای 15 درصد حجم کمتر، 36 درصد کارایی آیرودینامیکی بیشتری دارد. این مسئله بر کارایی روش به‌کاررفته در طراحی آیرودینامیکی هواسرهای ماوراء صوت دلالت دارد.