بررسی عددی تاثیر زاویه عقبگرد بالک مشبک بر ضرایب استاتیکی و دینامیکی چرخشی در رژیم جریان مافوق صوت

بالک در یک پرنده وظیفه پایداری و کنترل را برعهده دارد که ممکن است به صورت مسطح یا مشبک باشد. بالک مشبک از صفحات متقاطعی که در یک قاب قرار گرفته­ تشکیل شده و برخلاف بالک­های مسطح، عمود بر مسیر جریان قرار می­گیرد. در رژیم جریان مافوق صوت، به دلیل گشتاور لولای بالای بالک مسطح، به تازگی بیشتر توجه طراحان به سمت بالک مشبک رفته است. به دلیل کوچک بودن طول وتر بالک مشبک نسبت به مسطح، ضریب دینامیکی رول پایینی دارد که در پایداری چرخشی پرنده مهم است. بنابراین طراحی بالک مشبک با نیروی محوری پایین و ضریب دینامیکی رول بالا مهم است. در این مقاله با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی تاثیر زاویه عقبگرد بالک مشبک بر ضرایب استاتیکی و دینامیکی رول در رژیم جریان مافوق صوت بررسی شده است. ابتدا شبیه­سازی دو هندسه، که نتایج آزمایشگاهی برای آنها موجود بود، انجام و شبکه بهینه و مدل آشفتگی مناسب انتخاب شده است. شبیه­سازی برای استخراج ضرایب استاتیکی به صورت پایا و برای ضریب دینامیکی به صورت ناپایا انجام شده است. نمودارهای مربوط به ضریب نیروی محوری، شیب ضریب نیروی عمودی و ضریب دینامیکی رول به ازای زوایای عقبگرد مختلف در ماخ­های پروازی 1/1، 1/5 و 2 آورده شده است. نتایج نشان می­دهد که تاثیر زاویه عقبگرد بالک وابسته به عدد ماخ پروازی است. در ماخ پروازی پایین زاویه عقبگرد، عملکرد بالک را بهبود می­بخشد، اما در عدد ماخ بالا سبب تضعیف عملکرد ائرودینامیکی بالک می­شود.

کلیدواژه ها:

بالک مشبک ، زاویه عقبگرد ، رژیم مافوق صوت ، ضریب استاتیکی ، ضریب دینامیکی رول