بررسی عددی عملکرد آیرودینامیکی بالک مسطح و مشبک به عنوان پایدارکننده در پرنده هایی با دو مرحله پرواز

در پرنده هایی که دارای چند مرحله بال، سطوح کنترلی و پایدارکننده هستند، بالک های پایدارکننده که در انتها قرار دارند وظیفه پایداری پرنده را در ابتدای پرواز بر عهده دارند. در این نوع پرنده ها معمولا گردابه های ناشی از جریان اطراف بال ها و بالک های کنترلی بالادستی موجب تضعیف عملکرد پایدار کننده ها می شود. بالک های مشبک به علت ماهیت شکلی که دارند اثرپذیری کمتری نسبت به بالک های مسطح دارند. در این حالت می توان با جایگزینی بالک مسطح بوسیله بالک مشبک عملکرد را بهبود داد. در این مقاله با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی به روش حجم محدود و استفاده از شبکه پیوندی در کنار بدنه، میدان جریان اطراف یک پرنده که از پایدار کننده مسطح و مشبک تشکیل شده، شبیه سازی شده است. ابتدا با شبیه سازی جریان اطراف یک مدل که نتایج آزمایشگاهی برای آن موجود بوده مدل آشفتگی مناسب انتخاب شده است. سپس برای یک پرنده ای که دارای بال و بالک کنترلی است دو سری پایدارکننده مسطح(PL۱، PL۲) و یک سری پایدارکننده مشبک طراحی شده است. با نصب این بالک ها به عنوان پایدارکننده برروی پرنده، رفتار متفاوتی از لحاظ ضرایب آیرودینامیکی پیدا می کنند. شبیه سازی برای اعداد ماخ ۰.۶، ۰.۷و ۰.۸ در زوایای حمله ۰، ۲، ۴و ۶ درجه انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد ممان پیچشی و ضریب نیروی عمودی بالک مسطح هر دو مدل نسبت به بالک مشبک پایین تر بوده و در بالک های مسطح با کاهش طول وتر و افزایش طول اسپن می توان عملکرد بهتری را به عنوان پایدار کننده بدست آورد.