A Fundamental Study of Thrust-Vector Control Using a Dual Throat Nozzle

이중목 노즐을 이용한 추력벡터 제어에 관한 기초적 연구

Dual throat nozzle(DTN) is recently attracting much attention as a new concept of the thrust vectoring technique of propulsion jet. This DTN is designed with two throats, an upstream minimum and a downstream minimum at the nozzle exit, with a cavity in between the upstream throat and exit. In the present study, a computational work has been carried out to analyze the performance of a dual throat nozzle(DTN) at various mass flow rate of secondary flow. Two-dimensional, steady, compressible Navier-Stokes equations were solved using a fully implicit finite volume scheme. The present computational results were validated with some experimental data available. Based upon the present results, Thrust-vector control using a DTN is discussed in terms of the thrust coefficient and the coefficient of discharge.

최근 이중목 노즐(Dual Throat Nozzle, DTN)을 사용하여 추진체의 추력을 제어하는 방법이 많은 주목을 받고 있다. 이중목 노즐은 공동을 사이에 두고 두 개의 노즐 목을 가지도록 설계된다. 본 연구에서는 DTN의 유동특성을 조사하기 위하여, 수치해석적인 방법을 적용하였으며, 2차유동의 질량 유량을 변화시켰다. 수치해석에서는 2차원, 압축성 Navier-Stokes방정식을 풀기 위하여, 유한체적법을 적용하였다. 그 결과 본 수치해석은 실험결과를 잘 예측하였으며, DTN을 이용한 추력벡터 제어는 추력계수와 유출계수의 항으로 상세하게 설명하였다.