An Analysis on 3-Dimensional Temperature Distribution of Jet Vanes for a Thrust Vector Control

추력방향조종용 제트베인의 3차원 온도분포 해석

A computational investigation has been carried out to study the heat transfer characteristics of jet vane assembly used for the thrust vector control(TVC) of a vertical launch motor. In this study, the coefficients of convective heat transfer on the jet vane are calculated using the solutions of thermal boundary-layer equation and several semi-empirical equations. The calculation of 3-dimensional temperature distribution for the jet vane assembly was performed using the softwares called PATRAN and ABAQUS. The accuracy of the present numerical method is verified by comparing with the measured and calculated temperatures within jet vane shaft. The temporal variation of jet vane temperatures for three deflection angles(0o, 12.5o, 25o) was discussed.

수직발사 추진기관의 추력방향조종(TVC)용으로 사용되는 제트베인 조립체의 열전달 특성을 고찰하기 위해 수치해석을 수행하였다. 본 연구에서 제트베인 주위의 대류열전달계수는 열경계층 방정식의 해와 반실험식을 사용하여 구하였다. 제트베인 조립체의 3차원 온도분포에 대한 해석은 PATRAN과 ABAQUS 소프트웨어를 사용하여 수행되었다. 본 수치해석 기법의 타당성은 제트베인 축 내부에서 측정한 온도와 열해석 결과의 비교를 통해 검증하였다. 제트베인의 3개 편향각(0o, 12.5o, 25o)에 대해 연소시간별 제트베인의 온도변화를 고찰하였다.