Análise da oscilação lateral de foguetes balísticos através do método de oscilação livre

• Autor(a) principal: Izola, Dawson Tadeu
• Data de Publicação: 1997
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18135/tde-22092022-151631/
• topic: estabilização lateral; foguete; free oscillation method; lateral stability; método de oscilação livre; rockets

Um foguete em voo balístico, ou seja sem controle interno ou superfícies móveis que possam alterar a sua trajetória, quando sofre algum tipo de perturbação lateral, inclina-se em relação à sua trajetória inicial. Esta inclinação cria uma sustentação nas suas superfícies estabilizadoras ( aletas ), resultando em uma força contrária à sua inclinação. Com a ação desta força o foguete retoma e passa pelo eixo da trajetória, criando mais uma vez uma força de sustentação contrária à inclinação, este movimento oscilatório se repete até que aconteça o amortecimento destas oscilações e o foguete prossiga na sua trajetória inicial. O movimento oscilatório pode durar frações de segundos, porém consome energia do propulsor em detrimento ao alcance do foguete. além do que, com o foguete voando em ângulo, é modificada a força de arrasto. Para analisar a derivada do momento de guinada em relação à velocidade angular de guinada CNr) e a derivada do momento de guinada em relação à velocidade lateral (Nv), utilizou-se doze modelos de foguetes em escala 1 : 1, combinando-se aletas trapézio, trapézio curto, triangular e delta com ogivas cônica, parabólica e capacete, no túnel de vento LAE 1. A montagem do ensaio usou um modelo em túnel de vento montado horizontalmente sobre um eixo vertical, adaptado do experimento realizado por SIMMONS(1920). O modelo é livre para girar preso ao CG- Centro de Gravidade, mas restringido por molas. O modelo sendo defletido da sua posição de equilíbrio executa uma oscilação amortecida. A amplitude e a frequência dependerá de Nv e Nr, e das características resistiva da mola e do atrito da montagem mecânica. A análise desta oscilação revela valores para os cálculos das derivadas de momento de guinada. Este procedimento é conhecido como Método de Oscilação Livre. O equipamento de oscilação foi incrementado com um sistema de aquisição de dados através de um controlador PIC. Os resultados interpolados com experimento de visualização e medidas de CD, demonstraram a eficiência das aletas tipo delta no foguete equipado com ogiva cônica. Todos os modelos apresentaram cone de estabilidade convergente.