Design of a grid fin aerodynamic control device for transonic flight regime

Abstract

Izgara tipi kanatçıklar, değisik türde mühimmatların aerodinamik kontrolünüsağlayan, alışılmadık kontrol kanatçıklarındandır. Yarattığı düşük menteşe momentive kolay katlanabilmesi, ızgara tipi kanatçıkları, alışıldık düzlemsel kanatçıklaragöre tercih edilebilir kılmaktadır. Fakat, ızgara tipi kanatçıkların tasarımı,transonik uçus kosulları düsünüldügünde, çok daha zordur. Bunun sebebi,ızgara tipi kanatçıkların, bu koşullarda daha fazla sürükleme kuvveti oluşturmasıdır.Tezin amacı, bu zorluğun üstesinden gelebilmek ve transonik uçussartları için uygun bir tasarım metodolojisi tanımlayabilmektir. Bu tezde, aerodinamikkuvvet ve momentleri hesaplanmasında, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği(HAD) temel araç olarak kullanılmıştır. Hesaplama gereksinimleri, butezde tanıtılmıs olan 'birim kanatçık' kavramının kullanımıyla önemli miktardaazaltılmıstır. Tezin sonunda, bir konvansiyonel düzlemsel kanatçıkla eşdeger birkontrol performansı sergileyen ve aynı zamanda ondan daha verimli çalısan bir ızgara tipi kanatçık tasarlanmıstır.

Grid fins is unconventional control devices and they are used for aerodynamiccontrol of various types of missiles. Low hinge moment requirement and superiorpackaging possibilities make grid fins attractive when compared to conventionalplanar fins. However, design of grid fins is more involved when transonic flightregime is considered. The reason for this is high drag force encountered by thegrid fin. The purpose of the thesis is to overcome this drawback and to definea proper design methodology for transonic flight regime. Computational FluidDynamics (CFD) is utilized as main tool in calculation of aerodynamic forceand moments. Computational efforts are significantly easified by utilization of'unit grid fin' concept, which is introduced in this thesis study. At the end,an equivalent control performance is accomplished with a more efficient designwhen compared to a conventional planar fin example.