Estudio sobre las características aerotermoelásticas de un flaperón de cuerpo considerando la interferencia del chorro de la tobera
Autores: Hua, Ruhao; Chen, Qi; Wan, Zhao; Chen, Hao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio sobre las características aerotermoelásticas de un flaperón de cuerpo considerando la interferencia del chorro de la tobera
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Flap del cuerpo
Efecto aero-termomecánico
Coeficientes de momento de cabeceo
Deformación estructural
Método de acoplamiento CFD/CTD/CSD
Características aerodinámicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Una configuración integrada de aleta de cuerpo/RCS se utiliza a menudo para lograr el ajuste de cabeceo y el vuelo controlado en el espacio cercano para vehículos hipersónicos. Bajo la alta temperatura y carga de presión inducida por la onda de expansión en la salida de la boquilla, la aleta de cuerpo es propensa a una deformación estructural significativa, lo que lleva a un cambio en el momento resultante, incluso comparable a la capacidad de control, y presenta desafíos adicionales para el sistema de control. Basado en el método de acoplamiento CFD/CTD/CSD, se estudia sistemáticamente el efecto aero-termomecánico en las características aerodinámicas y la deformación estructural de la aleta de cuerpo bajo la interacción del chorro. Los resultados numéricos indican que los coeficientes de momento de cabeceo muestran una tendencia creciente para todos los modelos, rígido, elástico y termoelástico, mientras que el incremento disminuye significativamente con el aumento de las altitudes de trayectoria. Con el aumento del ángulo de deflexión, los coeficientes de momento de cabeceo de los tres modelos disminuyen de manera no lineal a gran altitud, y el efecto aero-termomecánico disminuye significativamente. A altitudes medias-bajas, el coeficiente de momento de cabeceo se invierte a un ángulo de deflexión mayor, y el borde de salida de la aleta de cuerpo presenta características de deformación de curvatura hacia arriba, lo que hace que el fenómeno aero-termomecánico se degrade en un problema aeroelástico. Desde la estación a lo largo de la cuerda y en la dirección de la envergadura, el cambio en el incremento de desplazamiento del modelo termoelástico refleja la relación competitiva entre el estrés normal y el estrés térmico impuesto por la interacción del chorro.
Descripción
Una configuración integrada de aleta de cuerpo/RCS se utiliza a menudo para lograr el ajuste de cabeceo y el vuelo controlado en el espacio cercano para vehículos hipersónicos. Bajo la alta temperatura y carga de presión inducida por la onda de expansión en la salida de la boquilla, la aleta de cuerpo es propensa a una deformación estructural significativa, lo que lleva a un cambio en el momento resultante, incluso comparable a la capacidad de control, y presenta desafíos adicionales para el sistema de control. Basado en el método de acoplamiento CFD/CTD/CSD, se estudia sistemáticamente el efecto aero-termomecánico en las características aerodinámicas y la deformación estructural de la aleta de cuerpo bajo la interacción del chorro. Los resultados numéricos indican que los coeficientes de momento de cabeceo muestran una tendencia creciente para todos los modelos, rígido, elástico y termoelástico, mientras que el incremento disminuye significativamente con el aumento de las altitudes de trayectoria. Con el aumento del ángulo de deflexión, los coeficientes de momento de cabeceo de los tres modelos disminuyen de manera no lineal a gran altitud, y el efecto aero-termomecánico disminuye significativamente. A altitudes medias-bajas, el coeficiente de momento de cabeceo se invierte a un ángulo de deflexión mayor, y el borde de salida de la aleta de cuerpo presenta características de deformación de curvatura hacia arriba, lo que hace que el fenómeno aero-termomecánico se degrade en un problema aeroelástico. Desde la estación a lo largo de la cuerda y en la dirección de la envergadura, el cambio en el incremento de desplazamiento del modelo termoelástico refleja la relación competitiva entre el estrés normal y el estrés térmico impuesto por la interacción del chorro.