Investigación Numérica sobre las Características Aerodinámicas de una Matriz de Jets Activos que Sirve como Superficie de Control de Pitch
Autores: Tian, Songyan; Duan, Yanhui; Chen, Hongbo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación Numérica sobre las Características Aerodinámicas de una Matriz de Jets Activos que Sirve como Superficie de Control de Pitch
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Futuro
Vehículo de vuelo hipersónico
AJM
Momento de control
Simulación
Grupo de boquillas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Para facilitar la implementación futura de vehículos de vuelo hipersónico (HFV) con alta maniobrabilidad a lo largo de su trayectoria de reentrada, se ha diseñado una Matriz de Jets Activos (AJM) para servir como superficie de control de cabeceo sin aletas. La AJM consta de cuatro grupos de control compuestos en total por 48 boquillas supersónicas. El objetivo de la AJM es utilizar el momento de control adicional inducido por la interacción del flujo de chorro para mejorar la eficiencia del control durante la entrada atmosférica. Se emplea un método de investigación comparativa para estudiar los ocho casos de simulación para tres configuraciones diferentes de HFV (base, superficie de control mecánico con 30 grados de deflexión y la configuración AJM) y dos estrategias de ajuste del momento de control de la AJM (regulación de presión de la cámara de la boquilla y control encendido-apagado del grupo de boquillas discretizado). Se utiliza un solucionador de dinámica de fluidos computacional (CFD) convencional de casa con el modelo de turbulencia SST de dos ecuaciones para llevar a cabo las tareas de simulación. Los resultados de la simulación indican que: (a) solo la configuración AJM es capaz de recortar el HFV en el canal de cabeceo; (b) existe no linealidad entre el momento de aumento y la variable de control específica de las respectivas estrategias de ajuste; (c) la estrategia de regulación de presión de la cámara tiene una eficiencia general más alta, mientras que la estrategia de control discretizado induce una interacción de flujo de chorro local más intensa. Con un aumento máximo del momento de control de 1.58, la AJM se presenta como un candidato competitivo para los métodos de control sin aletas de HFV en el futuro.
Descripción
Para facilitar la implementación futura de vehículos de vuelo hipersónico (HFV) con alta maniobrabilidad a lo largo de su trayectoria de reentrada, se ha diseñado una Matriz de Jets Activos (AJM) para servir como superficie de control de cabeceo sin aletas. La AJM consta de cuatro grupos de control compuestos en total por 48 boquillas supersónicas. El objetivo de la AJM es utilizar el momento de control adicional inducido por la interacción del flujo de chorro para mejorar la eficiencia del control durante la entrada atmosférica. Se emplea un método de investigación comparativa para estudiar los ocho casos de simulación para tres configuraciones diferentes de HFV (base, superficie de control mecánico con 30 grados de deflexión y la configuración AJM) y dos estrategias de ajuste del momento de control de la AJM (regulación de presión de la cámara de la boquilla y control encendido-apagado del grupo de boquillas discretizado). Se utiliza un solucionador de dinámica de fluidos computacional (CFD) convencional de casa con el modelo de turbulencia SST de dos ecuaciones para llevar a cabo las tareas de simulación. Los resultados de la simulación indican que: (a) solo la configuración AJM es capaz de recortar el HFV en el canal de cabeceo; (b) existe no linealidad entre el momento de aumento y la variable de control específica de las respectivas estrategias de ajuste; (c) la estrategia de regulación de presión de la cámara tiene una eficiencia general más alta, mientras que la estrategia de control discretizado induce una interacción de flujo de chorro local más intensa. Con un aumento máximo del momento de control de 1.58, la AJM se presenta como un candidato competitivo para los métodos de control sin aletas de HFV en el futuro.