جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « کنترل بردار تراست » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
-
هدف از این پژوهش طراحی کنترل کننده مقاوم برای سیستم برداردهی تراست یک پرنده مانورپذیر بوده است. در ابتدا معادلات فضای حالت دینامیک حلقه باز سیستم برداردهی تراست با استفاده از روش باندگراف استخراج شده است. پس از آن پارامترهای عملکردی بحرانی سیستم با توجه به امکان پذیری عملیاتی و محدوده عملکرد موفق سیستم مورد ارزیابی قرار گرفته و شناسایی شدند. در ادامه توابع وزنی طراحی کنترل کننده مقاوم H∞ از جمله تابع وزنی نامعینی تحت تاثیر عدم قطعیت های مشخص شده، تعیین شدند. در انتها نیز قوام کنترل مقاوم در حضور عدم قطعیت ها مورد ارزیابی قرار گرفت و پس از آن نتایج تغییر زاویه نازل برداردهی تراست در مقایسه با نتایج عملکرد یک کنترل کننده PID بهینه شده ارزیابی شد.شبیه سازی های انجام گرفته غالبا تحت نرم افزار متلب بوده است. نتایج این پژوهش نشان داد که روش باندگراف از اعتبار مناسبی برای مدل سازی این سیستم برخوردار بوده و کنترل کننده مقاوم طراحی شده نیز می تواند پاسخگوی الزامات ماموریتی آن باشد.کلید واژگان: کنترل بردار تراست, باندگراف, مدل سازی دینامیکی, نازل, بهینه سازی, کنترل کننده مقاوم ∞H}The design of a controller for a thrust vector control system of UAV has been studied through the robust H∞ control method. In the first, the governing space-state equations of the system have been derived using the bond graph approach. Then, the critical performance parameters of the system were evaluated and identified according to the operational feasibility and the range of successful performance of the system. Next, the weight functions of the robust H∞,including the indeterminate weight function under the influence of specified uncertainties, were determined. Finally, the consistency of robust control in the presence of uncertainties was evaluated and the results of deflection of thrust vectoring nozzle were compared with the performance results of an optimized PID controller. The simulation results are determined using the MATLAB environment. The results of this study showed that the bond-graph method has good validity for modeling of this system and the designed robust controller can also meet its mission requirementsKeywords: Thrust Control Vector (TVC), Bond-Graph, Dynamic Modeling, Nozzle, optimization, Robust Control H∞}
-
یکی از موثرترین روش های تغییر بردار پیش رانش موتورهای جت، استفاده از نازل دارای دو گلوگاه و تزریق سوخت در گلوگاه بالادستی می باشد. پژوهش حاضر به بررسی عملکرد یک سیستم کنترل بردار تراست با هندسه نازل دارای دو گلوگاه می پردازد. تاثیر تزریق جانبی سوخت بر پارامترهای عملکردی نازل شامل ضریب تخلیه، ضریب تراست، زاویه برداردهی، بازدهی برداردهی، نسبت تراست به دبی جرمی و درصد افت تراست مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش تزریق هفت سوخت مختلف شامل متان، اتان، پروپان، اکتان، سوخت دیزل، کروسین و نفت گاز به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که تزریق سوخت های سنگین تر موجب ایجاد ضریب تخلیه بالاتری می گردد؛ اما بیشترین زاویه برداردهی در جریان غیراحتراقی توسط سوخت دیزل و اکتان ایجاد می شود. به طور کلی می توان گفت که تزریق سوخت های سبک از نظر ضریب تراست، بازدهی برداردهی و نسبت تراست به دبی جرمی عملکرد بهتری دارند، ولی سوخت های سنگین از نظر ضریب تخلیه، زاویه برداردهی و درصد افت تراست بهتر می باشند.
کلید واژگان: کنترل بردار تراست, نازل دارای دو گلوگاه, ضریب تخلیه, زاویه بردارهی, بازدهی برداردهی}Today, the Dual-throat Nozzles are known as one of the most effective approaches for fluidic thrust vectoring. The present study investigates the performance of a dual throat fluidic thrust-vectoring nozzle. The impacts of fuel secondary injection on performance parameters including discharge coefficient, system thrust ratio, pitch thrust-vector angle, pitch thrust-vectoring efficiency, thrust-to-mass-flow ratio and thrust-loss percentage are presented. Injection of seven different fuels including methane, ethane, propane, octane, diesel fuel, kerosene and gasoil have been investigated. Both reacting and non-reaction conditions have been studied. The results show that heavier fuels provide higher discharge coefficients. On the other hand, light fuels have higher thrust ratios. In the non-reacting conditions, diesel fuel and octane have the largest thrust-vector angle,. In general, light fuels offer a better performance in terms of thrust ratio, thrust-vectoring efficiency and thrust-to-mass-flow ratio, whereas heavy fuels have a better performance in terms of discharge coefficient, thrust-vector angle and thrust-loss percentage.
Keywords: Thrust-vectoring, Dual throat nozzle, Discharge coefficient, Thrust-vector angle, Thrust-vectoring efficiency} -
این مقاله به طراحی و تحلیل انژکتور مناسب برای یک سامانه LITVC پرداخته است. هدف از بکارگیری سیستم LITVC در سامانه های پروازی، کنترل و انحراف بردار تراست به روش پاشش ثانویه سیال می باشد. بدین منظور، پس از مطالعه و دسته بندی انواع انژکتورها بر اساس ساختمان هندسی و شرایط عملکردی، نوع انژکتور گریز از مرکز تک پایه، به دلایل یکنواختی پاشش، قابلیت انتقال دبی های بالاتر و ابعاد هندسی نسبتا کوچکتر، مبنای طراحی قرارگرفت. در این فرآیند ضمن تعریف سه گروه پارامتر هندسی بدون بعد، طراحی بر مبنای محاسبات روابط مهندسی و حل عددی در نرم افزار فلوینت صورت پذیرفت. در این مرحله انژکتوری که مناسب ترین سرعت خروجی و کمترین میزان افت فشار را داشت، به عنوان محصول نهایی طراحی برگزیده شد. در نهایت با مطالعه 3 نوع چیدمان مختلف انژکتور و محاسبه میزان انحراف بردار تراست هر چیدمان، ضمن اعتبارسنجی با نتایج تحقیقات پیشین، بهترین کمربند پاشش شناسایی گردیده است.
کلید واژگان: طراحی انژکتور, مشخصات هندسی, پارامتر بدون بعد, کنترل بردار تراست, پاشش ثانویه سیال, کمربند پاشش}This paper focuses on the design and analysis of an injector suitable for a liquid injection thrust vector control (LITVC) system. The LITVC system is used in flight systems to control and divert the thrust vector using the secondary fluid spraying method. For this purpose, various types of injectors were studied and categorized based on the geometry and operating conditions. The centrifugal single-base injector was selected as the design basis due to its uniform spraying, the ability to transfer higher flow rates, and relatively smaller geometric dimensions. In this process, in addition to defining three groups of non-dimensional geometric parameters, design was made based on engineering calculations and numerical solutions in FLUENT. The injector with proper outlet speed and the lowest pressure drop was selected as the final product of the design. Then, three different types of configurations were studied and the amount of thrust vector deflection created by each configuration was calculated. Findings were validated using the results reported by the previous researches, and finally, the best spray belt was introduced.
Keywords: Injector Design, Geometrical Parameters, Numerical Simulation of Flow, Liquid Injection Thrust VectorControl, Injection Belt} -
بررسی تجربی اثر موقعیت برآمدگی استوانه ای شکل بر بردار پیشرانش یک نازل همگرا-واگرا در رژیم مافوق صوتدر این پژوهش اثر یک برآمدگی استوانه ای شکل بر بردار پیشرانش یک جت مافوق صوت به عنوان یک روش جدید در کنترل بردار پیشرانش مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور یک نازل همگرا-واگرا طراحی و ساخته شد. این نازل به صورتی است که عدد ماخ اسمی خروجی آن در شرایط انبساط کامل 2 می باشد. دیواره این نازل برای اندازه گیری تغییرات فشار مجهز به سوراخ های فشار شده است. همچنین، در دیواره نازل مجرایی برای اعمال یک برآمدگی در درون نازل ایجاد شده است. از سنسورهای فشار برای اندازه گیری فشار و همچنین، از سیستم شلرین برای بررسی میدان جریان خروجی از نازل بهره برده شده است. فشار کل محفظه آرامش در تمام آزمایش ها ثابت بوده و در دو حالت برابر NPR=6.6 و NPR=9 می باشد. برآمدگی هر مرحله در قسمت واگرای نازل در موقعیت X⁄L=0.6,0.7,0.8,0.9 و با میزان نفوذ ثابت H⁄D* =0.2 قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که با ااستفاده از برآمدگی می توان زاویه بردار تراست را کنترل نمود. همچنین، بهترین موقعیت برآمدگی در موقعیت X⁄L=0.9 می باشد که در این حالت زاویه بردار تراست به 3.1 درجه می رسد. همچنین تغییر نسبت فشار نازل در موقعیت های نصب مختلف تاثیر متفاوتی بر زاویه بردار تراست و میزان افت تراست محوری دارد.کلید واژگان: کنترل بردار تراست, مافوق صوت, نازل همگرا- واگرا, برآمدگی, آیرودینامیک تجربی}In this study, the effect of a cylindrical protuberance on the thrust vector of a supersonic jet was investigated as a new method in thrust vector control. For this purpose, a C-D nozzle was designed and constructed. The nozzle exit Mach number is 2. The wall of the nozzle is equipped with pressure holes to measure pressure variations. Also, there are several holes in the divergence portion of nozzle wall to apply a protuberance inside the nozzle. Pressure sensors for pressure measurement and also the Schliern system are used to check the outlet flow field. The nozzle pressure ratio in all experiments is constant and in two cases is equal to NPR=6.6 and NPR=9. The protuberance is installed in the nozzle divergence section, at position X⁄L=0.6,0.7,0.8,0.9 and with a constant penetration ratio of H⁄D^* =0.2. The results of this study show that using the protuberance can control the angle of the thrust vector. Also, installing location X⁄L=0.9 is the best position which, in this case the angle of the trusted vector reaches 3.1 degrees. Also, the results reveals that the change in the nozzle pressure ratio in different installing positions has different effects on the thrust vector angle and axial thrust losses.Keywords: Thrust vector control, Supersonic, C-D Nozzle, Protuberance, Experimental aerodynamics}
-
در این مقاله، مطالعه ای بر روی پاشش دو جریان ثانویه جهت کنترل بردار تراست با استفاده از نرم افزار عددی دینامیک سیالات محاسباتی فلوینت صورت پذیرفته است. کنترل بردار تراست، یکی از راه های مناسب هدایت و کنترل در شرایطی است که نیروهای آیرودینامیکی ناچیز باشند، مانند سیستم هایی که در جو رقیق پرواز می کنند. سیستم های کنترل بردار تراست شامل روش های مکانیکی و سیالاتی هستندکه روش های سیالاتی نیازی به عملگر مکانیکی نداشته و دارای پاسخ دهی سریعی می باشند. در این کار شبیه سازی سه بعدی حوزه جریان برای یک شیپوره تست نمونه صورت پذیرفته است. در این شبیه سازی سه-بعدی، معادلات ناویر-استوکس به همراه مدل آشفتگی دو-معادله ای و معادله حالت گاز کامل حل می شوند. سپس نتایج حل عددی با نتایج تست تجربی مقایسه شده است که مقایسه نتایج، نشان دهنده تطابق خوب حل عددی با نتایج تجربی می باشند. سپس نتایج پاشش از دو انژکتور بررسی شده و تاثیر پاشش از دو انژکتور در قسمت واگرای شیپوره مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین پاشش از دو انژکتور در موقعیت های طولی مختلف بررسی شده است. از نتایج مشاهده می شود که هرچه محل قرارگرفتن انژکتور دوم به دهانه خروجی شیپوره نزدیکتر باشد زاویه بردار تراست بیشتر می شود.
کلید واژگان: شیپوره های موشک, کنترل بردار تراست, پاشش ثانویه, فلوئنت} -
کنترل بردار تراست یکی از روش های کنترل موقعیت موشک هایی است که به کمک تراست ناشی از خروج گاز حرکت می کنند. همه روش های کنترل بردار تراست مستقل از نیروهای آیرودینامیکی اتمسفر هستند و تا زمانی که موتور دارای تراست باشد کارایی خود را حفظ می کنند. سیستم های پاشش ثانویه یکی از چهار روش عمده کنترل بردار تراست می باشد. این پژوهش ابتدا به شناسایی اجزاء و طراحی مفهومی کل سیستم و طراحی اولیه منیفولد یک نوع سامانه کنترل بردار تراست به روش پاشش مایع درون نازل می پردازد. سپس به نحوه جانمایی اجزاء بر روی نازل و همچنین طراحی دقیق تر برخی از اجزاء همچون انژکتور و مخازن این سیستم پرداخته می شود. در ادامه به شبیه سازی عددی جریان و نیز طراحی و بررسی پاشنده ها در سیستم کنترل بردار تراست به روش پاشش مایع درون نازل، پرداخته شده است. همچنین طراحی و شبیه سازی عددی در دو بخش سیستم پاشش و اثرات پاشش انژکتورها به داخل جریان اصلی مورد تحلیل قرارگرفته و نتایج آن ارائه و اعتبارسنجی گردیده است. از دستاورد این تحقیق می توان به عنوان الگویی برای طراحی و تحلیل انواع سامانه های کنترل بردار تراست به روش پاشش سیال جانبی، بر روی انواع موشک ها با نازل های متفاوت، استفاده نمود.کلید واژگان: طراحی سیستم, کنترل بردار تراست, پاشش مایع, شبیه سازی عددی جریان, منیفولد}One way to control the position of the missile is controling thrust vector that is moves with help of thrust due to exit of gas. All thrust vector control (TVC) methods are independent of aerodynamic forces of atmosphere and until the engine has thrust, maintain their performance. Secondary injection systems are one of the four major TVC methods. In this study,at first identify the components and design entire conceptualdesigning of system and the preliminary design of manifold of a type of thrust vector control system using a liquid injection thrust vector control (LITVC)has been proceed. Then the layouts of components on some components such as injectors and reservoirs, as well as detailed design of the system are discussed. Then the numerical simulation of flow and the designing and studying the sprayers in LITVC systems will be discussed. Also numerical designing and simulation in two parts: injection system and the injector spray effects into the main flow are analyzed and the results are presented and validated. The achievement of this study can be used as a model for designing and analyzing of various kinds of TVC systems with lateral fluid method on a variety of missiles with different launchers.Keywords: system designing, thrust vector control, liquid injection, numerical simulation of flow, manifold}
-
تاثیر تزریق جت صوتی سیال ثانویه در بخش واگرای نازل مافوق صوت بر ساختار میدان جریان و کارایی کنترل بردار تراست، به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. کد عددی توسعه یافته سه بعدی و چند بلوکی، برای مدل سازی پیچیدگی های ناشی از آشفتگی جریان، از مدل k-ω SST استفاده شده است. میدان محاسباتی مورد استفاده به صورت با سازمان بوده و نتایج اولیه شبیه سازی با نتایج حاصل از تحقیقات آزمایشگاهی گذشته صحت سنجی شده است. تغییر قدرت جت تزریقی، به کمک تغییر سطح مقطع تزریق و همچنین تغییر نسبت فشار تزریق به فشار نازل ایجاد می شود. افزایش قدرت تزریق تغییراتی را در کارایی این روش کنترلی ایجاد کرده که بعضا باعث کاهش کارایی آن شده است. در این تحقیق علاوه بر تشریح کامل پدیده های فیزیکی پیچیده موجود در این جریان، محدوه افزایش قدرت تزریق جهت افزایش راندمان سیستم ارایه گردیده است. در محدوده مجاز دبی تزریق ثانویه، افزایش دبی تزریق باعث کاهش ضریب بزرگنمایی، افزایش زاویه انحراف به عنوان مهم ترین پارامتر مجموعه کنترلی و افزایش تراست محوری می شود. در خارج از بازه مجاز محاسبه شده پارامترهای کارایی رفتار متفاوتی از خود نشان می -دهند که بیانگر افت شدید کارایی می باشد.
کلید واژگان: کنترل بردار تراست, تزریق جت صوتی, جریان آشفته, نازل مافوق صوت}Effects of secondary sonic jet injection in divergent part of supersonic nozzle on flow field structure and thrust vector control performance has been numerically analyzed. Three dimensional multi-blocks extended numerical code has been used to model the complexity of turbulence flow by k-ω SST model. Structured computational domain has been applied and initial results of simulation validated with previous experimental results. The obtained numerical results are compared with the experimental ones, and the outcome shows acceptable agreement between the two. Different injection power generates by varying the injection surface and pressure ratio with respect to throat pressure. Injection power increment make changes in performance and also sometimes it lowers the performance. In the current research aside from complete complex flow features description, allowable power range to increase system performance has been presented. In this range, increasing the injection mass flow rate, decreases the amplification factor, but increases the deflection angle and axial thrust augmentation as most important performance parameters. Out of estimated range for allowable mass power injection, performance parameters different behavior differently that shows a drastic drop in performance.Keywords: Thrust Vector Control, Sonic Jet Injection, Turbulent Flow, Supersonic Nozzle} -
هدف این تحقیق شبیه سازی عملکرد، سیستم کنترل بردار تراست با استفاده ازنازل های دارای دو گلوگاه می باشد. هندسه نازل با ابعاد مشخص و جریان مافوق صوت تراکم پذیر با سه مدل آشفتگی مختلف و نسبت فشار معین شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهند که مدل آشفتگیSST K-ωرفتار جریان درون نازل های دارای دو گلوگاه را به درستی پیش بینی می کند. پس از اعتبار سنجی حل عددی و مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج تجربی موجود، تاثیر پارامترهای موثر، نظیر طول شیار ناحیه تزریق جریان ثانویه و درصد دبی جرمی ثانویه تزریق شده، بر عملکرد نازل و سیستم کنترل بردار تراست به کمک نازل های دارای دو گلوگاه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. بررسی نتایج عددی بدست آمده نشان می دهد که با کاهش طول شیار، زاویه برداردهی و بازدهی سیستم کنترل بردار تراست افزایش می یابد. به طوری که با کاهش طول شیار و با تزریق 7% دبی جرمی ثانویه، مقدار زاویه برداردهی نازل از 12درجه به 20 درجه می رسد. با افزایش طول شیار تزریق جریان ثانویه، ضریب تخلیه و ضریب تراست نازل افزایش می یابد. برای نمونه با چهار برابر نمودن طول شیار مقدار ضریب تخلیه نازل حدود 10% افزایش می یابد.از طرفی کاهش طول شیار وافزایش دبی جرمی جریان ثانویه منجر به کاهش ضریب تخلیه و ضریب تراست نازل می شود.
کلید واژگان: کنترل بردار تراست, زاویه برداردهی, راندمان برداردهی, ضریب تخلیه, ضریب تراست}The present paper discussed about the technique that can be used to vector the exhaust flow in the pitch directions with using Double Throat nozzle (DTN). Compressible and supersonic gas flow inside a Double Throat nozzle and its exhaust plume at specific nozzle pressure ratios have been numerically studied with several turbulence models. The numerical results reveal that, the SST k–ω model gave the best results compared with other models in time and accuracy. In the present research, effects of changes in injection area of secondary flow and percent of secondary mass flow rate, on performance of Double Throat nozzle and thrust vectoring system have been investigated. The predicted results show that by decreasing the value of secondary flow injection area in a case with 7% secondary injection, the thrust vector angle increase 18º to 21º and thrust vectoring efficiency will increase. But by decreasing the value of secondary flow injection area, the thrust and discharge coefficient will decrease. Also when secondary mass flow rate increases, the discharge coefficient will decrease. So that in the design of fluidic thrust vectoring with double throat nozzle, the value of secondary mass flow rate should be low.
Keywords: Fluidic Thrust Vectoring, Pitch Thrust Vector Angle, Vectoring Efficiency, Discharge Coefficient, Thrust Coefficient} -
در این مقاله اثر پاشش سیال ثانویه بر انحراف و کنترل بردار تراست با استفاده از پاشش چند انژکتوره سیال مایع به درون جریان عبوری از بخش واگرای نازل مورد مطالعه قرار گرفته است. مایع فرئون که کاربرد بیشتری دارد به عنوان سیال پاشش و نرم افزار فلوئنت برای انجام شبیه سازی میدان جریان انتخاب شده است. در این تحقیق پس از مطالعه شبکه، شبیه سازی های مختلف و بسیار متعددی انجام گردیده تا اثرات میزان دبی کل پاشش، کیفیت توزیع دبی پاشش بین انژکتورها و تعداد و نحوه چیدمان انژکتورها بررسی و نمودارهای میزان انحراف بردار تراست نسبت به دبی پاشش، توزیع دبی و نحوه چیدمان بدست آید. با استفاده از این نمودارها می توان توزیع بهینه پاشش، میزان بهینه پاشش و چیدمان بهینه پاشش را برای این نوع سیستم کنترل بردار تراست معین نمود و برای تعیین پارامترهای طراحی این سیستم مورد ملاحظه قرار داد.
کلید واژگان: کنترل بردار تراست, پاشش مایع, چیدمان انژکتورها, توزیع دبی پاشش} -
این تحقیق به بررسی اثر پاشش سیال جانبی فرئون بر بردار تراست موشک می پردازد. بدین منظور تغییرات پارامترهای مختلف پاشش سیال از یک انژکتور به درون نازل و اثر آن بر میزان انحراف بردار تراست مورد بررسی قرار گرفته است. مهمترین این پارامترها شامل موقعیت پاشش، زاویه پاشش و دبی جریان پاشش به درون جریان اصلی می باشد. شبیه سازی با استفاده از نرم افزار عددی فلوئنت به انجام رسیده و برای تایید از برخی نتایج تجربی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که نقطه ی بهینه ی پاشش در موقعیت 35 تا 40 درصد طول بخش واگرا قرار دارد، زاویه پاشش تاثیر قابل ملاحظه ای روی انحراف بردار تراست ندارد و مقدار بهینه ی دبی پاشش نیز وابسته به موقعیت نقطه پاشش است.
کلید واژگان: پاشش سیال مایع, نازل موشک, کنترل بردار تراست, پاشش تک انژکتوره, موج ضربه ای خمیده}In this researche, effect of lateral liquid Freon injection on the thrust vector deviation is investigated. For this purpose, variation of different parameters as liquid injection from injector in to the nozzle and its effect on the trust deviation are considered. In this system, some of the most important parameters are; injection mass flow rate, angle injection, position injection and main flow rate from nozzle to the main flow. Simulation of flow field has been done using Fluent 6.2.16 software and for result validation, some experimental data have been used. The results shows that the optimum position of injection is about 35-40 percentage of divergent nozzle length from throat position, angle of injection has negligible effect on deviation of thrust vector and optimum values of mass flow injection depend on position of injection.Keywords: liquid injection, nozzle, thrust vector control, single injection, bow} -
قطرهای مختلف انژکتور جهت پاشش در قسمت واگرای یک شیپوره همگرا-واگرا برای ایجاد قابلیت کنترل بردار تراست به صورت عددی بررسی شده است. شبیه سازی های عددی با استفاده از نرم افزار عددی دینامیک سیالات محاسباتی فلوینت صورت پذیرفته است. کنترل بردار تراست، برای کاربردهایی که در آنها نیروهای آیرودینامیکی ناچیز است، مانند مراحل اولیه پرتاب و سیستم هایی که در جو رقیق پرواز می کنند، یکی از راه های هدایت و کنترل است. سیستم های کنترل بردار تراست شامل روش های مکانیکی و سیالاتی است. در این کار شبیه سازی سه بعدی حوزه جریان برای یک شیپوره تست نمونه صورت پذیرفته است. در این شبیه سازی سه بعدی، معادلات ناویر-استوکس به همراه مدل آشفتگی دو-معادله ای k-ω sst و معادله حالت گاز کامل حل می شوند. سپس نتایج حل عددی با نتایج تست تجربی مقایسه شده است که مقایسه نتایج، نشان دهنده تطابق خوب حل عددی با نتایج تجربی می باشند. پس از آن تاثیر قطرهای مختلف برای انژکتور بررسی شده است.
کلید واژگان: کنترل بردار تراست, پاشش ثانویه, قطر انژکتور, فلوئنت}Numerical simulation of injector diameter variations on thrust vector control by secondary injectionThis paper presents a numerical study by using fluent software aimed at understanding the effects of the injector diameters variations for thrust vector control of a rocket engine by secondary injection. In the situations that aerodynamic forces are negligible (like flight at high altitude), engine thrust vector control is an appropriate method for control and navigation of a rocket. Thrust vector control systems include mechanical and fluidic methods. Fluidic systems don’t need mechanical actuators and so they response quickly. In this work, three-dimensional simulations of the Nozzle flow fields are implemented. The Navier-Stokes equations with k-w turbulence model were solved. Then, the effects of the injector diameters variations in the nozzle were evaluated. Numerical results compare with experimental results to validate the solution.
Keywords: Injector diameter, Rocket Nozzle, Thrust Vector Control, Transverse Injection, Fluent} -
یکی از روش های کاربردی در کنترل بردار تراست موشک ها، پاشش سیال جانبی به درون بخش واگرای نازل است، که از نظر عملکرد سیستم، ساده تر و از نظر تحلیلی و علمی، پیچیده تر از سایر روش هاست. جت جانبی در مقابل جریان اصلی مشابه با یک جسم صلب بیضی گون عمل می کند و با برهم زدن تقارن جریان روی دیواره های نازل، موجب اختلاف سرعت و انحراف بردار تراست گازهای خروجی و نیز تغییر و اختلاف فشار روی دیواره نسبت به محور تقارن نازل می شود. تحقیق حاضر، به شبیه سازی این پاشش و تحلیل پدیده های فیزیکی و اثرات تداخل جریان جانبی با یک جریان داخلی می پردازد، که برای اولین بار در داخل کشور، در این سطح انجام می شود. در این مقاله، ابتدا به شناسایی این روش و پدیده های حاصله (نظیر موج ضربه ای کمانی، جدایش لایه مرزی و اختلاط جریان ها) و معرفی پارامترهای اساسی این سیستم پرداخته و سپس، مشخصات شبیه سازی این روش، اعم از هندسی و فیزیکی، ارائه می شود. سپس اثرات تداخل جریان پاشش جانبی با گازهای اصلی خروجی از محفظه احتراق موتور، بررسی گردیده و توزیع فشار، دما، سرعت، چگالی و ماخ، در قسمت های مختلف بخش واگرای نازل، مورد مطالعه و تحلیل قرار می گیرد. همچنین، تغییرات خواص فیزیکی جریان در فاصله بین موج ضربه ای و ناحیه پاشش، مورد شناسایی قرار گرفته است. مطالعه ی شبکه و یک نمونه مقایسه با نتایج تجربی، موید اعتبار نتایج این شبیه سازی است.
کلید واژگان: کنترل بردار تراست, جت جانبی, پاشش سیال, موج ضربه ای, نازل, میدان جریان}In the present research, the effects of side injection from nozzle wall into the main flow of combustion chamber exit are studied. The side jet flow causes some asymmetry in flow field and consequently leads to several variations in velocity and thrust vector of exit gas flow and pressure distribution on nozzle divergent wall. Interactions of these two flows generate various physical phenomena such as bow shock in front of injection area. The present paper explains the effects of this wave shock and demonstrates the variation of pressure and velocity distribution in a number of cross sections of nozzle flow field. In addition, trend of pressure, temperature, density and mach number curve along three longitudinal lines on nozzle wall are exhibited. Moreover, variation of the physical properties of flow within shock wave position and injection area is investigated. -
در این تحقیق سعی بر آن شده است که کنترل بردار تراست به روش پاشش مایع بررسی شود. در ابتدا تاریخچه ای از سیستمهای مختلف کنترل بردار تراست ارائه شده، سپس دیگر روش های کنترل بردار تراست به صورت اجمالی معرفی می شوند و برای تشریح بیشتر مقایسه ای از آنها با روش های تزریق گاز و مایع ارائه می شود. در بخش بعد روش عمومی کنترل بردار تراست توسط پاشش مایع و همینطور پارامترهای مختلف آن بررسی شده و اثرات این پارامترها با ارائه جداول و نمودارها تشریح می شود.
کلید واژگان: پاشش مایع, کنترل بردار تراست, زاویه پاشش, موقعیت پاشش}The goal of this research is a brief investigation of missile thrust vector control by liquid injection (LITVC). To begin, history of different thrust vector control systems are brought and other applied systems are briefly introduced and compared with liquid and gas injection systems. After this, general system of liquid injection thrust vector control and its effective parameters are explained and the effects of these parameters are shown in different graphs and tables.
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.