Resumen

En este estudio se investigó el efecto de la longitud de la nariz en punta sobre la resistencia aerodinámica de un modelo de ala-proyectil en condiciones supersónicas. Para el estudio se seleccionó el proyectil BK-13 con nariz convexa. La relación entre el diámetro de la nariz y el diámetro del modelo se fijó en torno a 0,34, mientras que la relación entre la longitud de la nariz y el diámetro del modelo se modificó de 1,25 a 2,75. Se aplicó la simulación numérica con el modelo turbulento k-ε para la estructura del flujo alrededor del modelo. Se investigó el efecto del tamaño de la malla y de los modelos numéricos en la resistencia aerodinámica del modelo estándar. El estudio demostró que los métodos numéricos permiten obtener coeficientes de resistencia muy precisos. A medida que aumenta la longitud del aerospike, el coeficiente de arrastre disminuye rápidamente y obtiene un valor mínimo a l/D = 2,0. En este estudio se explicó detalladamente el efecto de la longitud de la espiga y de la velocidad sobre el patrón de flujo y la resistencia aerodinámica del modelo.

1. INTRODUCCIÓN

La reducción de la resistencia aerodinámica y el aumento del rendimiento aerodinámico de los objetos en vuelo han sido temas importantes para los investigadores mecánicos durante muchos años. Para reducir la resistencia, a menudo se diseña un modelo con un cuerpo aerodinámico. En consecuencia, se retrasa la separación del flujo en la superficie. El cuerpo aerodinámico permite reducir la resistencia a la presión que actúa sobre el modelo. Sin embargo, como la capacidad se requiere para objetos en movimiento, el diseño aerodinámico no siempre se satisface.

Muchos objetos voladores de morro romo se diseñaron con un aerospike. De hecho, el aerospike se añade al morro y permite alejar la onda de choque cónica del morro del modelo. En consecuencia, la presión alrededor del morro disminuye y la resistencia aerodinámica del modelo disminuye. La aplicación de espiga también permite aumentar la estabilidad y disminuir la transferencia de calor del modelo [1]. Sin embargo, el nivel de reducción de la resistencia aerodinámica depende de la geometría del morro y de los parámetros de la espiga, como su longitud, diámetro y configuración del morro.

Anteriormente, los efectos de la espiga en la estructura del flujo alrededor del morro y la reducción de la resistencia aerodinámica se estudiaron ampliamente mediante enfoques experimentales y numéricos [2-9]. Stalder y Nielsen [1], que realizaron mediciones con picos a alto número de Mach, indicaron que la resistencia aerodinámica del modelo disminuye al aumentar la longitud hasta dos veces el diámetro.

• Materias:Simulación numérica Resistencia aerodinámica física Proyectil Aerodinámica
• Subjects:Numerical simulation Ceramic polymer composites Projectile Aerodynamics
• Palabras claves:Propulsor aerospike; Coeficiente de arrastre; Campos de flujo; Métodos numéricos
• Keywords:Aerospike; Drag coefficient; Flow fields; Numerical methods