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Método de Diseño Paramétrico y Análisis de Características de Elevación/Resistencia para un Vehículo Planeador de Cambio de Alas de Amplio Rango

Autores: Jin, Zikang; Yu, Zonghan; Meng, Fanshuo; Zhang, Wei; Cui, Jingzhi; He, Xiaolong; Lei, Yuedi; Musa, Omer

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Método de Diseño Paramétrico y Análisis de Características de Elevación/Resistencia para un Vehículo Planeador de Cambio de Alas de Amplio Rango


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Método de diseño paramétrico
Vehículos hipersónicos
Generación de configuraciones
Proceso de optimización de formas
Cargas internas
Alas morphing

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El método de diseño paramétrico se utiliza ampliamente en la etapa de diseño preliminar para vehículos hipersónicos; asegura la rápida iteración de configuración, generación y optimización. Este estudio propone un nuevo método paramétrico para un vehículo de planeo con alas morfables de amplio rango. Toda la configuración, incluyendo un fuselaje waverider, un ala rotativa, un borde de ataque romo, timones, etc., puede describirse fácilmente utilizando 27 parámetros clave. A diferencia del método paramétrico típico, el nuevo método tiene en cuenta las cargas internas durante el proceso de optimización de la forma. Es decir, la configuración del vehículo puede ajustarse de manera flexible dependiendo de las cargas internas; estas cargas pueden ser de cantidades aleatorias y tener diferentes formas. El código para el nuevo método de diseño paramétrico se desarrolló utilizando las herramientas de desarrollo secundario del software comercial UG (UG 10.0). Se investigaron numéricamente las características de sustentación y resistencia en un amplio rango operativo (H = 6-25 km, M = 2.5-8.5, AOA = 0-10 grados), así como la influencia del ángulo de retracción de las alas morfables. Se encontró que, para el modo de alas completamente desplegadas, la relación de sustentación a resistencia (L/D) se mantuvo en un nivel alto (>=4.7) en un rango de Mach de 4.0-8.5 y un rango de AOA de 4-7 grados. Para el modo de alas completamente retraídas, el coeficiente de resistencia se mantuvo por debajo de 0.02 en un rango de Mach de 4.0-8.5 y un rango de AOA de 0-5 grados. Se podría lograr un amplio L/D de 0.3-4.7 controlando el ángulo de retracción de las alas, demostrando así un buen potencial para la maniobrabilidad en vuelo. El cambio flexible en L/D demostró ser un resultado combinado de la variación en la distribución de presión y el derrame del flujo en el borde. Esto ayudará en la optimización adicional de las características de sustentación/resistencia.

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