Slotlu roket/füze modelleri için aerodinamik performans kestirim yöntemlerinin iyileştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, konvansiyonel roket/füzelerin aerodinamik katsayılarının belirlenmesine yönelik geliştirilen hızlı kestirim araçlarının, slotlu (gövde içine katlanabilir kanatlı) roket/füzelerin aerodinamik performans hesaplamalarında da kullanılabilmesi için yapılan iyileştirme çalışmaları anlatılmaktadır. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği, bileşen-inşa metodu ve eşdeğer hücum açısı metodu modellerini bir arada kullanan bir yöntem (HAD-BİM) geliştirilmiştir. Bu yöntemin kullanılabilirliğini göstermek amacıyla jenerik bir tanksavar füze belirlenmiştir. Füzeyi oluşturan yüzeyler (gövde, kanat, kuyruk) için farklı uçuş koşullarında hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri yapılarak aerodinamik veri-tabanları üretilmiştir. Jenerik füzenin farklı konfigürasyonları için bileşen-inşa metodu ile hesaplanan taşıyıcı yüzey-gövde etkileşim faktörleri ve eşdeğer hücum açısı metodu kullanılarak hesaplanan taşıyıcı yüzeylere ait eşdeğer hücum açıları elde edilmiştir. Üretilen veri-tabanları, etkileşim faktörleri ve eşdeğer hücum açıları ile beraber kullanılarak belirlenen konfigürasyonlar için aerodinamik katsayıların hesaplanmasına yönelik kestirimler yapılmıştır. HAD-BİM sonuçları, konvansiyonel roket/füze aerodinamik analizlerinde yaygın olarak kullanılan hızlı kestirim araçlarından biri olan Missile DATCOM sonuçları ve tüm-konfigürasyon hesaplamalı akışkanlar dinamiği sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde geliştirilen yöntemin, slotlu roket/füze kavramsal aerodinamik tasarım ve analizlerinde kullanılabilecek düzeyde olduğu değerlendirilmektedir.

In this study aerodynamic fast prediction tools which are developed for conventional rockets/missiles are improved to be used for non-conventional slotted rockets/missiles. A method that uses computational fluid dynamic with component build-up and equivalent angle of attack methods together (CFD-CBU) is developed. A generic anti-tank missile is formed for the validation of this method. The individual databases are generated for the missile components by using computational fluid dynamic analysis in different flight conditions. On the other hand, the lifting surface-body interference factors and equivalent angle of attacks of these components are calculated by using component build-up and equivalent angle of attack methods. The individual databases, interference factors and equivalent angle of attacks are used together to estimate the aerodynamic performance of full configurations. CFD-CBU results are compared with one of the common fast prediction tools Missile DATCOM and computational fluid dynamic analysis of full-configurations. According to the results CFD-CBU method is in a much better agreement with full configuration computational fluid dynamic analysis than Missile DATCOM. As a result, CFD-CBU method can be used to estimate the aerodynamic performance of a non-conventional slotted missile.