การออกแบบและการหาค่าที่เหมาะสมทางอากาศพลศาสตร์ของจรวด DTI ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 122 มิลลิเมตร ในย่านความเร็วเหนือเสียง โดยใช้โปรแกรมคำนวณพลศาสตร์ของไหล
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์ค่าคุณลักษณะอากาศพลศาสตร์สถิตและพลวัตของจรวด DTI-2 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 122 มิลลิเมตร ที่ติดตั้งหัวรบแบบ MRV-U โดยใช้โปรแกรม CFD และออกแบบ หัวรบจรวด โดยใช้วิธีหาค่าที่เหมาะสมที่สุด Optimization Method เพื่อเพิ่มสมรรถนะระยะยิงหวังผล ในย่านความเร็วเหนือเสียง (มัค 1.5-4) จากผลการวิเคราะห์และเปรียบเทียบค่าคุณลักษณะอากาศที่ได้จาก การคำนวณพบว่า ผลลัพธ์ของค่าคุณลักษณะอากาศพลศาสตร์ที่ได้จากการคำนวณโดยใช้โปรแกรม CFD และ การทดสอบอุโมงค์ลม มีความสอดคล้องใกล้เคียงกันคือ มีค่าความแตกต่างไม่เกิน 10 เปอร์เซ็นต์ ของค่า คุณลักษณะอากาศพลศาสตร์สถิต และไม่เกิน 15 เปอร์เซ็นต์ สำหรับค่าคุณลักษณะอากาศพลศาสตร์พลวัต ตลอดทุกค่าความเร็วที่ทำการศึกษา แสดงให้เห็นถึงความเชื่อถือได้ของค่าความถูกต้องของการวิเคราะห์ ค่าคุณลักษณะอากาศพลศาสตร์โดยใช้โปรแกรม CFD จากผลลัพธ์ออกแบบจรวดอากาศใหม่โดยใช้วิธี Optimization ควบคู่กับการใช้โปรแกรม CFD พบว่า ผลลัพธ์ที่ได้คือ รูปแบบหัวรบจรวดที่ออกแบบใหม่ มีสัมประสิทธิ์แรงต้านที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับจรวดที่นำมาศึกษาที่ติดตั้งหัวรบแบบ MRV-U ในขณะที่ ยังคงไว้ซึ่งเสถียรภาพในการเคลื่อนที่ผ่านอากาศ โดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านรวมของหัวรบที่ออกแบบใหม่ โดยใช้กระบวนการหาค่าที่เหมาะสมมีค่าลดลง เฉลี่ยโดยประมาณ 6 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้น จากผลลัพธ์การลดลง ของค่าสัมประสิทธิ์แรงต้าน แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการเพิ่มสมรรถนะในระยะยิงหวังผลของจรวด ที่ออกแบบหัวรบใหม่ได้อย่างเป็นรูปธรรม
Downloads
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Journal of TCI is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information...
References
W. Jiajan and N. Sukuprakan, “Aerodynamic Analysis of Supersonic 2.75 inch Fin -Stabilized Rocket using Computational Fluid Dynamics,” NKRAFA J.Sci.Technol., vol. 3, no. 13, pp. 34 - 44, 2017.
Pattarakorn. “สทป. ยิงทดสอบจรวดขนาด 122 มม. (ไม่นำวิถี) ภายใต้โครงการวิจัยและพัฒนา ระบบจรวดสมรรถนะสูงแบบ DTI-2.” DTI.or.th. https://www.dti.or.th/page_bx.php?lang=eng &cid=27&cno=6156 (วันที่เข้าถึง ก.ค. 17, 2565).
A. Sumnu, I. H. Guzelbey, and O. Ogucu, “Aerodynamic Shape Optimization of a Missile Using a Multi-objective Genetic Algorithm,” J. Aerosp. Eng., vol. 2020, pp. 1-17, 2020, doi: 10.1155/2020/1528435.
W. Jiajan, R. S. M. Chue, T. Nguyen, and S. Yu, “Optimisation of Round Bodies for Aerodynamic Performance and Stability at Supersonic Speeds,” Aeronaut. J., vol. 117, no. 1193, pp. 661 - 685, 2013.
W. Jiajan, R. S. M. Chue, T. Nguyen, and S. C. M. Yu, “Boattail Juncture Shaping for Spin-stabilized Rounds in Supersonic Flight,” Shock Waves, vol. 25, no. 2, pp. 189 - 204, 2015.
J. DeSpirito, “Effects of Base Shape on Spin-Stabilized Projectile Aerodynamics,” in 26th AIAA Appl. Aerodynamics Conf., Honolulu, Hawaii, 2008.
K. J. Beers, NumericalMethod for Chemical Engineering Applications in MATLAB. New York, USA: Cambridge Univ. Press, 2006.
R. L. McCoy, “MC Drag - A Computer Program for Estimating the Drag Coefficients of Projectiles,” U.S. Army Armament Research & Development Command, MD, USA, Tech. Rep. ARBRL-TR-02293, 1981.
FLUENT, 2016, “FLUENT 16 User’s Guide,” ANSYS, Inc.
F. R. Menter, “Two-Equation Eddy -Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications,” AIAA j., vol. 32, no. 8, pp.1598-1650, 1994.
P. Weinacht and W. Sturek, “Navier-Stokes Predictions of Pitch Damping for Finned Projectiles Using Steady Coning Motion,” in Proc. AIAA 8th Appl. Aerodynamics Conf., AIAA, Washington, D.C., USA, 1990, pp. 632 – 642.