بررسي تجربي تاثير برآمدگي استوانه اي شكل با ميزان نفوذ متفاوت بر بردار پيش رانش يك نازل همگرا- واگرا در رژيم مافوق صوت

Experimental Investigation of the Effect of Cylindrical Protuberance with Different Penetration the Thrust Vector a C-D Nozzle in Supersonic regime

در اين پژوهش، اثر يك برآمدگي استوانه اي شكل بر بردار پيش رانش يك جت مافوق صوت به عنوان يك روش جديد در كنترل بردار پيشران مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور، يك نازل همگرا- واگرا طراحي و ساخته شد. اين نازل به صورتي است كه عدد ماخ اسمي خروجي آن در شرايط انبساط كامل 2 است. ديواره اين نازل براي اندازه گيري تغييرات فشار مجهز به سوراخ هاي فشار شده است. همچنين در ديواره نازل، مجرايي براي اعمال يك برآمدگي در درون نازل ايجاد شده است. از سنسورهاي فشار براي اندازه گيري فشار و همچنين، از سيستم شلرين براي بررسي ميدان جريان خروجي از نازل بهره برده شده است. فشار كل محفظه آرامش در تمام آزمايش ها ثابت و برابر با 5/7بار است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي دهد كه عمق نفوذ برآمدگي در ميدان جريان، تاثير چشمگيري بر ميزان انحراف و حتي جهت انحراف جريان جت خارج شده از نازل همگرا- واگرا دارد. بيشترين ميزان انحراف جريان جت خروجي از نازل برابر با 5/7درجه بوده كه در نفوذ برآمدگي برابر با 0/4=*H/D اتفاق افتاده است. به علاوه اين نتايج نشان مي دهد كه با افزايش ميزان نفوذ برآمدگي در درون نازل، ميزان تراست محوري نازل اندكي كاهش يافته است.

In this study, the effect of a cylindrical protuberance on the thrust vector of a supersonic jet was investigated as a new method in thrust vector control. For this purpose, a convergent-divergent nozzle was designed and constructed. This nozzle is such that the Mach number is its nominal output in full expansion conditions 2. The wall of the nozzle is equipped with pressurized holes to measure pressure variations. Also, there is a duct wall in the nozzle wall to apply a protuberance inside the nozzle. Pressure sensors for pressure measurement and also the schlieren system are used to check the outlet flow field. The total pressure of the compartment is constant at all tests and is 5.7bar. The results of this study show that the depth of penetration of the protuberance in the flow field has a significant effect on the amount of deviation and even the direction of the deviation of the jet stream exited from the convergent-divergent nozzle. The maximum jet outlet flow from the nozzle is 5.7degrees, which occurred at a rate of H⁄D* =0.4. In addition, these results indicate that with the increase in bulge penetration within the nozzle, the nozzle axial thrust has slightly decreased.