بررسی اثر شکل پیش بدنه بر موقعیت طولی مرکز فشار آیرودینامیکی یک کپسول فضایی در فاز باز ورود به جو زمین

در این تحقیق اثر شکل پیش بدنه بر موقعیت طولی مرکز فشار آیرودینامیکی یک کپسول فضایی زیرمداری در فاز بازورود به جو غلیظ مورد مطالعه قرار گرفته است. مرکز فشار آیرودینامیکی مکان اعمال برآیند نیروهای آیرودینامیکی است که در تولید ممان و تعیین حاشیه پایداری یک وسیله پرنده مؤثر است. برای این منظور 8 شکل مختلف پیش بدنه با انحنای متفاوت به شکل پیش بدنه راند- شولدر و عرق چین به س کپسول فضایی اضافه شده و سپس با روش عددی مشخصات طولی مرکز فشار آیرودینامیکی آنها در شرایط بحرانی باز ورود به جو غلیظ، استخراج و با یکدیگر مقایسه شده است. هندسه کپسول فضایی مورد مطالعه به شکل مخروط -استوانه و با نسبت طول به قطر تقریبی 1/8 می باشد که مشخصات آیرودینامیکی آن در جریان مافوق با ماخ 4 مورد تحلیل قرار گرفته است. بررسی نتایج نشان می دهد هر چقدر هندسه پیش بدنه، پیکره بندی فضاپیما را به حالت پخ نزدیکتر کند، مرکز فشار آیرودینامیکی در فاصله دورتری نسبت به سر کپسول قرار می گیرد و شرایط برای ایجاد پایداری استاتیکی مطلوبتر است. مقایسه نتایج نشان می دهد در پیش بدنه های راند- شولدر، کاهش شعاع باعث افزایش طول مرکز فشار آیرودینامیکی روی محور بدنه و در نتیجه افزایش پایداری می شود. در پیش بدنه های عرق چین نیز افزایش شعاع، باعث بهبود مکان مرکز فشار و افزایش حاشیه پایداری استاتیکی کپسول فضایی می شود. برای اعتبارسنجی نتایج حل عددی از داده های بدست آمده از روش تحلیلی و آزمایش تونل باد استفاده شده است.

کلیدواژه ها:

مرکز فشار آیرودینامیکی ، پیش بدنه ، باز ورود به جو ، پایداری استاتیکی ، ل عددی