معرفی انواع سیستم‌های کنترل بردار رانش در پرنده‌های مافوق صوت

محمودی, مصطفی; شادروان, محسن; کاشانی, محمود

معرفی انواع سیستم‌های کنترل بردار رانش در پرنده‌های مافوق صوت

نوع مقاله : علمی- ترویجی

نویسندگان

مصطفی محمودی ¹

محسن شادروان ²

محمود کاشانی ³

¹ دانشــیار، دانشــکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

² دانشـجوی کارشـناس ارشـد، دانشکدة مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

³ کارشـناس ارشـد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

چکیده

روش‌های کنترل وسایل پرنده از جمله موشک و هواپیما تا سال‌ها بر‌پایه تغییر مکان صفحات آیرودینامیکی در راستای جریان هوای عبوری استوار بوده است. روش جدیدی که در سالیان اخیر مورد مطالعه جدی قرار گرفته است تغییر در راستای بردار رانش خروجی از موتور است که با توجه به ماهیت جریان سیال داغ خروجی از رانش‌گر پرنده، سیستمی جهت تغییر در راستای خروجی بردار رانش موتور تعبیه می‌شود. یکی‌از متداول‌ترین سیستم‌های کاربردی استفاده از اجزا مکانیکی متحرک در راستای جریان خروجی از موتور و همچنین استفاده از جریان ثانویه سیال جهت تغییر در راستای جریان خروجی می‌باشد. از مزایای این‌روش می‌توان به کاهش سطوح مورد نیاز کنترلی برای هدایت و کنترل پرنده، کاهش مصرف سوخت، افزایش برد پروازی، افزایش قابل توجه مانور پذیری پرنده اشاره کرد. در این پژوهش پس از بررسی انواع سیستم‌های کنترل بردار رانش، مزایا و معایب آن‌ها بیان و در نهایت عملکرد آن‌ها باهم مقایسه شده‌است.

کلیدواژه‌ها

بردار رانش موتور

انحراف جریان

تزریق جریان ثانویه

مکانیزم مکانیکی نازل

20.1001.1.26764253.1397.2.4.3.3

عنوان مقاله English

Introducing Methods of Thrust Vector Control (TVC) System in Supersonic Aircraft

نویسندگان English

Mostafa Mahmoodi ¹

Mohsen Shadravan ²

Mahmood Kashani ³

¹ Assoicated Professor, Department of Aerospace Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran

² , M.Sc. Student, Department of Aerospace Engineering, Malek Ashtar University of Technology، Tehran، Iran

³ M.Sc. Department of Aerospace Engineering, Malek Ashtar University of Technology، Tehran، Iran .

چکیده English

The methods of aircraft controlling such as missiles and airplanes have been based on the displacement of aerodynamic plates along the air flow path. A new method that has been studied seriously in recent years is a change in the direction of the output flow vector of the aircraft engine. Depending on the nature of hot flow stream from the aircraft’s engine, there is a system for changing the direction of the output of the engine thrust vector. One of the most commonly used functional systems is the use of Mechanical Nozzle Manipulation method and also as well as the use of the Secondary Fluidic Injection method to change the direction of output fluid flow. The benefits of the thrust vectoring system approach can be described as reducing aerodynamic plates to control the aircraft, reducing fuel consumption, increasing flight range, and the significant increase in flying maneuverability.

کلیدواژه‌ها English

Thrust Vectoring

Aircraft Engine

Flow Deflection

Secondary Fluidic Injection

[1] Wilde, P., Crowther, W., Buonanno, A., and Savvaris, A., Aircraft Control Using Fluidic Maneuver Effectors, 26^th AIAA Applied Aerodynamics Conference, AIAA paper 2008-6406, 2008.

[2] Schaefermeyer, M. Ryan. Aerodynamic thrust vectoring for attitude control of a vertically thrusting jet engine. (Ph.D. Thesis). Utah State University, 2011.

[3] H. Mahdavi and M. H. Hamedi “Designing a High Efficiency Trusted Vector Control System with a New Technique for the Microjet Engine”, Proceedings of The 16^th international conference of Iranian Aerospace Society, Tehran, 2017.(in Persian).

[4] Tomac, Mehmet N. "Effect of Geometry Modifications on the Vectoring Performance of a Controlled Jet." Journal of Applied Fluid Mechanics Vol.10, No.1, 2017, pp:283-291.

[5] M. S. R. C. Murty, M. S. Rao, and D. Chakraborty, “Numerical simulation of nozzle flow field with jet vane thrust vector control,” Journal Of Aerospace Engineering (JAERO), Proc. IMechE Part.G, Vol. 224, No.5, 2009, pp:541-548.

[6] Ferlauto, Michele, and Roberto Marsilio. "Numerical simulation of fluidic thrust-vectoring." Aerotecnica Missili & Spazio Vol.95, No. 3, 2016, pp. 153-162.

[7] Wu, Kexin, Heuy Dong Kim, and Yingzi Jin. "Fluidic thrust vector control based on counter-flow concept." Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering: 0954410017752580, (2018).

[8] Ikaza, Daniel. "Thrust Vectoring Nozzle for Military Aircraft Engines." Industria de Turbo Propulsores, SA (2000).

[9] Asbury, Scott C., and Francis J. Capone. "High-alpha vectoring characteristics of the F-18/HARV." Journal of Propulsion and Power Vol.10, No. 1, 1994, pp. 116-121.

[10] Zaloga, Steven J. V-2 Ballistic Missile 1942–52. Bloomsbury Publishing, 2013.

[11] Berrier, Bobby L., and Mary L. Mason. "Static performance of an axisymmetric nozzle with post-exit vanes for multiaxis thrust vectoring." (1988).

[12] Waithe, Kenrick, and Karen Deere. "An experimental and computational investigation of multiple injection ports in a convergent-divergent nozzle for fluidic thrust vectoring." In 21^st AIAA applied aerodynamics conference, p. 3802 , 2003.

[13] Deere, Karen, Bobby Berrier, Jeffrey Flamm, and Stuart Johnson. "A Computational Study of a Dual Throat Fluidic Thrust Vectoring Nozzle Concept." In 41st AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, p. 3502 , 2005.

[14] MacMaster, Jane, Leon MacLaren, Brad Yelland, Andrew Facciano, and Dale Widmer. "Thrust Vector Control System Collaborative Multi-National Engineering Development for the Evolved Seasparrow Missile." In 50th JANNAF Propulsion Meeting, vol. 1. 2001.

[15] Friedman, Norman. The naval institute guide to world naval weapon systems. Naval Institute Press, 2006.