شبیه سازی عددی سیستم کنترل بردار نیروی پیشران با جریان پاشش ثانویه و بررسی اثرات تغییر پارامترهای مختلف بر عملکرد آن

Abstract

کنترل بردار تراست قابلیتی از هواپیما، موشک یا هر پرنده دیگری است که به کمک آن می‌توان با ایجاد اثری روی گازهای خروجی نازل جهت نیروی تراست را منحرف کرده تا نیازی به استقاده از سطوح کنترل آیرودینامیکی مانند بالک‌ها نباشد. یکی از روش‌های کننرل بردار تراست استفاده از جریان پاشش ثانویه می‌باشد. یکی از مهم‌ترین مسائل مطرح در این روش، تزریق یک سیال با دما، سرعت، لزجت و چگالی مختلف به درون سیال با خواص دیگری بوده که میدان جریان پیچیده‌ای را ایجاد می کند. در این مطالعه ابتدا به بررسی جریان پاشش ثانویه روی صفحه تخت پرداخته شده و سپس جریان سیال در نازل همگرا-واگرا شبیه‌سازی و مطالعه پیرامون اثر جریان پاشش ثانویه درون آن انجام شده‌است. در ادامه شبیه‌سازی جریان سیال درون نازل همگرا-واگرای فرامنبسط انجام شده است. در این مسئله پدیدة شوک مایل و الماس ماخ به ترتیب در خروجی و پایین دست نازل رخ خواهد داد. سپس جریان پاشش ثانویه با دبی جرمی، زاویه پاشش و در مکان‌های مختلف به این نازل اضافه گردیده و اثرات آنها بر پارامترهای مهمی از قبیل زاویه انحراف، بازدهی برداردهی و تراست نازل مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که بیشترین مقدار انحراف در بردار تراست برابر 8/9 درجه و دبی جرمی پاشش ثانویه در این حالت 05629/0 کل دبی جرمی عبوری از نازل می باشد. به منظور صحت سنجی، نتایج حاصل از شبیه‌سازی با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه شده‌ که نشان‌دهندة دقت قابل قبول مدل مورد‌استفاده در پژوهش حاضر می‌باشد