Aerospike nozzle design and analysis

Abstract

This research is done to design an aerospike nozzle contour with theory discussion and investigation. Contour is determined using a written Matlab code that gives maximum performance for given conditions. Excel is used to treat the contour points then 3D and 2D model suitable to be imported to Ansys is designed using Solidworks and imported to Ansys Fluent CFD for parameter calculations and analyzing. Truncated Nozzle is analyzed with different percentages, 40% truncation showed maximum performance. Base bleed is added and analyzed. A new conceptual design is first introduced and analyzed in this research "Hybrid Aerospike-Conical Nozzle". It is CFD analyzed and showed a dramatic increase of thrust of 4.6%. Secondary Jets for thrust vector control are added, analyzed and optimized at different positions (20% and 90% measured from the throat). 90% position showed the maximum performance since the amplification factor maximized.

Bu araştırma, teorik araştırma ve inceleme ile bir aerospike nozül konturu tasarlamak için yapıldı. Kontur, belirli koşullar için maksimum performans hesaplayan bir Matlab kodu kullanılarak belirlendi. Excel, kontur noktalarını belirlemek için kullanıldı. Ardından Ansys'e aktarılmaya uygun 3D ve 2D modeller, Solidworks kullanılarak tasarlandı ve parametre hesaplamaları ve analiz için Ansys Fluent CFD'ye aktarıldı. Kesik Nozül farklı yüzdeler kullanılarak analiz edildi, %40'ta maksimum performansa ulaşıldı. Temel sızdırma akışı eklendi ve analiz edildi. İlk olarak "Hibrit Asrospike-Konik Lüle" konsept tasarımı oluşturuldu ve analiz edildi. CFD analizi ile %4,6'lık kayda değer bir itki artışı gösterdi. İkincil Jet itme kontrol vektörleri eklendi, analiz edildi ve farklı pozisyonlarda optimize edildi (boğazdan ölçülen % 20 ve% 90). %90 pozisyon, amplifikasyon faktörü maksimize edildiği için maksimum performansı gösterdi.