Tvärteknikprojektet: Aeroelastic investigation of a missile configuration

Författare:

  • Rabia Hamid
  • Jarlås Rolf

Publiceringsdatum: 2002-01-01

Rapportnummer: FOI-R--0474--SE

Sidor: 39

Skriven på: Engelska

Nyckelord:

  • Attackrobot
  • förstudie
  • aeroelasticitet
  • fladder
  • roderverkan
  • tvärteknik
  • projektarbete
  • aerodynamic
  • elasticity
  • aeroelasticity
  • stability
  • MSC/NASTRAN
  • FEM
  • shell elements
  • beam element

Sammanfattning

Målsättningen med det beskrivna arbetet är att undersöka de statiska och dynamiska aeroelastiska egenskaperna för en supersonisk tung attackrobot. Arbetet är en del av det s.k. Tvärteknikprojektet på FFA/FOI. Den analyserade robotkonfigurationen, vilken benämns U60 inom projektet, har vingar med mycket lågt sidoförhållande. I rapporten beskrivs den aeroelastiska modell som används vid analyser med programmet MSC/NASTRAN. Modellen består av en strukturmodell beskriven med finita element av skal- och balk-typ samt en aerodynamisk panel-modell av robotkroppen, vingar och roderytor. Med denna modell simuleras kvasistatiska flygtillstånd som tipp- och roll-rörelser. Syftet med den statiska aeroelastiska analysen är att kvantifiera aeroelastiska koefficienter som höjd- och skevroder-effektivitet. Därefter analyseras risken för fladder i underljuds- och överljudsfart vid havsytan. De elastiska deformationer som uppkommer beroende på robotens flexibilitet inverkar på robotens flygtillstånd. Effekten är svag vid Machtalet, M=0.5, där de aeroelastiska roderverkningsgraderna, ?????, ????? och ????? samtliga har värden omkring 0,9. Dessa verkningsgrader sjunker till omkring 0,6-0,7 i det transoniska fartområdet vilket kan vara kritiskt och därför bör studeras mer i detalj. En ytterligare reduktion sker i det supersoniska området. Robotens fladderegenskaper är goda i underljudsområdet och vid lägre överljudshastigheter, M < 1,5, däremot är fladderhastigheten reducerad i det transoniska fartområdet, M=0,7 till 1,0 men reduktionen bedöms ej vara kritisk.