Modelado de sustentación y arrastre de SpaceX versus ángulo de ataque y número de Mach

He estado tratando de encontrar datos en la literatura que proporcionen expresiones analíticas para la relación entre la sustentación y la resistencia de un objeto similar en forma y tamaño a la primera etapa del Falcon 9 (es decir, un cilindro grande de alta velocidad), bajo diferentes valores de ángulo de ataque y número de Mach (es decir, C L = C L ( α , METRO ) y C D = C D ( α , METRO ) ). Un artículo que encontré tenía una relación bastante simple dada por

C L = − 0.041065 + 0.016292 α + 0.0002602 α 2
C D = 0.080505 − 0.03026 C L + 0.86495 C L 2

Donde el ángulo de ataque, α , fue programado con respecto a la velocidad (es decir, actuando como una entrada de control pasivo) por

α = 40
para V > 4570 metro / s
α = 40 − 0.20705 ( V − 4570 ) 2 / 340 2
para V ≤ 4570 metro / s

Sin embargo, dado que parece que SpaceX usa el ángulo de ataque como una entrada de control aerodinámico activo, quería intentar incorporar esto en una simulación de control óptimo que ya tiene en cuenta el control de empuje, para darle a la simulación un poco más de fidelidad. . ¿Hay algún modelo posible que se haya desarrollado para, digamos, misiles balísticos intercontinentales que vuelven a entrar en la atmósfera terrestre que podrían usarse como modelos aproximados para la sustentación y el arrastre del Falcon 9 con respecto al ángulo de ataque y el número de Mach?

¿Modelos aerodinámicos de reentrada de armas nucleares? ¡No veo ningún problema en obtener esa información! NSA - ¡Eso fue sarcasmo!
Eso estaría bien, pero estaba pensando más en la línea de investigación abierta en la literatura.
como puedo C L ser distinto de cero en α = 0 ? Si el cuerpo del cohete está orientado paralelo a la dirección en la que se mueve, ¿no debería haber elevación cero? ¿Podrías citar el artículo del que proviene?
AFAIK, los misiles balísticos intercontinentales generalmente separan el vehículo de reingreso de la ojiva del refuerzo para el reingreso. Suponiendo que a nadie le importe lo que le suceda al refuerzo en ese punto, no sé si encontrará algún modelo útil en esa ruta. (Por otro lado, como sugiere Organic Marble, son los datos de los vehículos recreativos, no los impulsores, los que probablemente sean difíciles de encontrar...)
@uhoh ¿Porque es un ajuste cuadrático a algo que no es cuadrático?

Respuestas (1)

Desafortunadamente, tendrá que observar los gráficos usted mismo para intentar crear funciones analíticas, pero Rocket Propulsion Elements (7th ed.) de Sutton y Biblarz tiene algunos gráficos de C L ( α , METRO ) y C D ( α , METRO ) para el alemán V-2 en la Sección 4.2.

Estas gráficas no asumen interacciones con la columna de escape, y el V-2 no es del todo cilíndrico, pero debería ayudarlo a comenzar.

Si también está buscando modelar la resistencia durante la retropropulsión supersónica, hay un hilo fantástico en r/SpaceX discutiendo eso, específicamente con el Falcon 9 en mente.

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