Use of Wind Tunnel Measurements Data in Cold Launched Missile Flight Simulations

This article presents the results of wind tunnel testing of a model of a missile intended for a vertical cold launch system. The objective of this work was to obtain nondimensional aerodynamic coefficients to build a lookup table database for a six-degree-of-freedom numerical simulation of the missile launch phase. The material model of the full-scale missile was designed in UG/NX Siemens software and manufactured. Low speed measurements were conducted at the Warsaw University of Technology and as a result, static forces and moments characteristics were obtained using six component internal balance for a wide range of angles of attack and sideslip with a 1° interval. Finally, 200 Monte-Carlo simulations in MATLAB/Simulink were evaluated to investigate the missile behavior in the launch phase with the measured results. It was observed that the rolling moment resulting, i.a. from fin cant angles misalignments in the initial roll rate of the missile significantly affects the trajectories.

Niniejszy artykuł przedstawia wyniki testów w tunelu aerodynamicznym modelu rakiety dedykowanej dla pionowego zimnego startu. Celem pracy było uzyskanie bezwymiarowych współczynników aerodynamicznych potrzebnych do opracowania bazy w postaci tablic dla numerycznej symulacji lotu o sześciu stopniach swobody. Model materialny pełnowymiarowej rakiety został zaprojektowany przy wykorzystaniu programu Siemens UG/NX. Testy zostały przeprowadzone na Politechnice Warszawskiej przy niskiej prędkości przepływu a charakterystyki statycznych sił i momentów uzyskano za pomocą sześcioskładnikowej wagi wewnętrznej dla szerokiego zakresu kątów natarcia i ślizgu z krokiem 1°. Ostatecznie, przeprowadzono 200 symulacji Monte-Carlo w programie MATLAB/Simulink w celu zbadania zachowania pocisku w fazie startu z użyciem zmierzonych wartości. Zostało zaobserwowane, że moment przechylający wynikający m.in. z niedokładności montażowych stabilizatorów wpływa znacząco na uzyskiwane trajektorie.