Performance Study of Supersonic Nozzle with Asymmetric Entrance Shape

유입부 비대칭 노즐의 성능연구

Techniques used for throcket motors are mainly classified as fixed nozzles with mechanical exhaust jet interferences on the expansion region (such as jet tabs and jet vanes) and movable nozzles(such as ball&socket md flexible seal). Using the numerical analysis and the cold-flow test, this paper evaluates the performance of supersonic nozzle for asymmetric entrance shape at tilted position of ball&socket nozzle. Numerical results show that the asymmetric effects in the flow fields are gradually diminished up to the nozzle throat and are not noticeable downstream of the nozzle throat. Although the calculated thrust and the lateral force are less than those of cold-flow test, two results show a flirty good agreement.

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 목까지 점차적으로 줄어들고 하류 유동에 미치는 영향이 미비하였으며 해석된 주 추력의 크기는 시험에서 측정된 추력과 비슷한 경향을 나타내었으나 측 추력의 경우 시험 값보다 낮게 나타났다.