A Study of the Thrust Vectoring Control Using Secondary Co- and Counter-Streams

2차 순유동과 역유동을 이용한 추력벡터 제어법에 관한 연구

Of late, the thrust vectoring control, using fluidic co-flow and counter-flow concepts, has been received much attention since it not only improves the maneuverability of propulsive engine but also reduces an additional material load due to the trailing control wings, which in turn reduce the aerodynamic drag. However, the control effects are not understood well since the flow field involves very complicated non: physics such as shock wave/boundary layer interaction, separation and significant unsteadiness. Existing data are not enough to achieve the effectiveness and usefulness of the thrust vectoring control, and systematic work is required for the purpose of practical applications In the present study, computational study has been performed to investigate the effects of the thrust vector control using the fluidic co-and counter-flow concepts. The results obtained show that, for a given pressure ratio, the thrust deflection angle has a maximum value at a certain suction flow rate, which is at less than $5\%$ of the mass flow rate of the primary jet. With a longer collar, the same vector angle is achievable with smaller mass flow rate.

최근에 유체적 순유동과 역유동 개념을 이용한 추력 벡터법은 추진 비행체의 조종성을 향상시키는 것뿐만 아니라 꼬리날개로 발생하는 공기역학적 항력을 감소시키기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 그러나 유체적 추력벡터 제어법은 유동장이 충격파와 경계층의 상호작용, 박리, 강한 비정상성 등과 같은 매우 복잡한 물리현상을 포함하고 있기 때문에 비행체의 설계에 적용하기가 매우 어렵다. 유체적 순유동과 역유동 개념을 이용한 효율적인 추력벡터 제어법을 얻기 위한 지금까지의 연구들이 미비한 실정이며 실제적용을 위해 체계적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 유체적 순유동과 역유동 개념을 이용한 추력벡터 제어법의 제어 효과를 연구하기 위해 수치적 연구가 수행되었다. 주어진 압력비에 대해, 추력편향각은 주제트의 5퍼센트 미만의 임의 흡입유량에서 최대 값을 가진다. 보다 긴 collar를 적용하는 경우, 같은 편향각은 보다 작은 흡입유량으로 가능하였다.