محاسبه عددی نرخ فروریزش بر روی دم افقی یک هواپیما در مجاورت سطح

در این تحقیق یک مدل هواپیمای سه بعدی در جریان مادون صوت و در دو حالت تراکم پذیر (ماخ 0/6) و تراکم ناپذیر (ماخ 0/1) برای دو نوع پرواز آزاد و تحت اثر زمین مورد بررسی قرار گرفت و ضرایب آیرودینامیکی دم هواپیما در حالتی که دیگر اجزاء هواپیما حضور داشتند و در حالتی که دم به تنهایی در میدان جریان مشابه قرار داشت برای زوایای حمله مختلف محاسبه گردید. مشاهده گردید که اثرات تداخلی بال، بدنه و سکان عمودی بر دم هواپیما موجب کاهش نیروی برآ و ضریب ممان دم هواپیما شده است و در زوایای حمله مثبت زیاد نیز باعث کاهش نیروی پسا گردیده است. همچنین مشاهده گردید که نرخ زاویه فروریزش، یک عدد مثبت می باشد که می تواند با زاویه حمله نیز تغییراتی داشته باشد که این مسئله در محاسبات پایداری هواپیما بسیار حائز اهمیت می باشد. نکته قابل توجه دیگر بررسی اثر فروریزش در جریان تراکم پذیر می باشد. به نظر می رسد در حالتی که جریان تراکم پذیر باشد، اثرات فروریزش تشدید شده و موجب کاهش بیشتر نیروها و ممانهای آیرودینامیکی دم هواپیما گشته که این امر تأثیری مستقیم بر پایداری طولی هواپیما خواهد گذاشت. همچنین مشاهده گردید که برای این مدل خاص از هواپیما، نرخ فروریزش بر روی دم افقی با افزایش عدد ماخ، بیشتر شده است. همچنین هواپیمای مورد نظر در زاویه حمله ثابت و در ارتفاع های مختلف از سطح زمین در جریان مادون صوت با عدد ماخ 0/1 (جریان غیر قابل تراکم) مورد بررسی عددی قرار گرفت. مشاهده گردید که با کاهش ارتفاع از سطح زمین نیروی برآی کل افزایش می یابد که علت آن افزایش فشار در سطح زیرین بال می باشد. همچنین تقریبا تغییری در ضریب نیروی پسا مشاهده نگردید که این امر باعث بالا رفتن کیفیت آیرودینامیکی کل هواپیما در مجاورت سطح شده است. ضریب ممان هواپیما نیز دارای روندی افزایشی با کاهش فاصله از سطح زمین می باشد. همچنین مشاهده گردید که با توجه به t شکل بودن دم هواپیما و فاصله زیاد آن از سطح زمین، عملا تحت اثر زمین قرار نگرفته و ضرایب آیرودینامیکی آن تقریبا تغییری نکرده است. علاوه بر این، هواپیما در ارتفاعهای بی بعد 0/35، 0/4 و 0/5 از سطح زمین قرار داده شد و برای زوایای حمله مختلف، ضرایب آیرودینامیکی و نرخ فروریزش بر روی دم افقی آن محاسبه گردید. همچنین مشاهده شد که ضرایب ممان و برآ با کاهش ارتفاع از سطح زمین افزایش می یابد اما ضریب پسا تغییرات چندانی ندارد. به نظر می رسد که برای این مدل هواپیمای خاص، نرخ فروریزش بر روی دم افقی، برای حالت تحت اثر سطح با حالت پرواز آزاد تقریبا برابر است. همچنین به نظر می رسد برای این مدل خاص از هواپیما و شرایط جریانی استفاده شده، نتایج بدست آمده از طریق روابط تجربی برای نرخ فروریزش بر روی دم افقی دارای دقت نسبتا خوبی در نزدیکی زمین و دقت کم در حالت پرواز آزاد می باشد. همچنین مشاهده گردید که برای ارتفاع های مختلف ذکر شده از سطح زمین نرخ فروریزش بر روی دم افقی تقریبا ثابت مانده و با زاویه حمله نیز تغییرات خطی دارد.