2차원 초음속 노즐에서의 2차 유동분사에 의한 추력 방향 제어 특성의 수치적 해석

Numerical Analysis of Secondary Injection for Thrust Vector Control on 2-Dimensional Supersonic Nozzle

2차 유동 분사에 의한 추력 방향 제어 방법은 기계적인 방법에 비해 복잡한 기계적 작동장치가 배제됨으로 무게를 줄일 수 있다. 본 연구에서는 압축성 유동 해석을 위해 개발한 코드를 이용하여 SITVC 의 최적 작동 조건을 구하였다. 수치 실험은 2차원 초음속 수축-팽창 노즐 유동에서 2차 유동의 분사 위치, 분사 유량 및 분사 각도 등이 추력 방향에 미치는 영향을 조사하였다. 유동 해석 결과 2차 유동의 분사 위치는 생성된 경사 충격파가 노즐 출구까지 분포되는 지점이 최대 전향각과 횡추력을 가지는 분사 위치임을 알 수 있었다.

The advantages of the SITVC (Secondary Injection for Thrust Vector Control) technique over mechanical thrust vectoring systems include a reduction in both the nozzle weight and complexity due to the elimination of the mechanical actuators that are used in conventional vectoring. The optimal operating conditions of SITVC were investigated using in-house developed compressible flow analysis codes. Numerical experiments were used to examine the impact of the thrust vector direction with a variety of injection positions, mass flow rates, and injection angles on the two-dimensional expansion cone of a supersonic nozzle. The computational results showed that the optimal position of the secondary injection, with the maximum deviation angle and side thrust, was where the oblique shock generated by the secondary injection reached the end of the nozzle exit.