Abstract
Techniques used for thrust vector control in rocket motors are mainly classified nozzles installed mechanical interference on the expansive region of nozzle(such as jet tabs and jet vanes) and movable nozzles(such as ball&socket and flexible seal). Using the numerical analysis and cold-flow test, this paper evaluates the performance of supersonic nozzle with asymmetric entrance shape when the test nozzle, especially ball&socket, is tilted. Numerical result shows that the effect of the asymmetric entrance shape on the flow field is suddenly diminished at the nozzle throat and downstream is mostly free from the effect of asymmetric entrance shape. Although the calculated thrust and lateral force are less than those of cold-flow test, two results show a fairly good agreement. But the cold-flow test results indicate the effective angles calculated from measured forces are not agreement with the geometric angles.
현재까지 적용되고 있는 추력제어 장치로는 크게 노즐의 확대부에 장착되어 화염의 방향을 조종하는 제트베인(jet vane), 제트탭(jet tab)방식과 노즐자체를 회전하는 방식인 볼/소켓형(ball & socket) 노즐, 플렉시블 씰형 (flexible seal)노즐로 구분된다. 본 연구는 노즐자체를 회전하여 추력방향을 제어하는 볼/소켓형(ball & socket) 노즐이 회전할 경우 발생되는 유입부의 비대칭성이 노즐 성능에 미치는 영향을 예측하기 위하여 수행한 3차원 수치해석결과와 공압시험 결과를 수록하였다. 유동해석 결과 유입부의 비대칭성이 유동에 미치는 영향은 노즐 목을 지나면서 현저히 줄어들고 하류 유동에 미치는 영향이 미비하였으며 해석된 주 추력의 크기는 시험에서 측정된 추력과 비슷한 경향을 나타내었으나 측 추력의 경우 시험 값보다 낮게 나타났다. 또한 시험의 결과 기하학적으로 회전된 회전각에 의한 추력방향과 측정된 추력의 방향이 일치하지 않음을 알 수 있었다.