Aerodynamisk optimering av ogivala vingplanformer för överljudsflygplan. Genom digital design och strömningssimulering

Abstract

Överljudsflygplan är flygplan som färdas med en hastighet snabbare än ljudets. Det historiskt mest framgångsrika kommersiella överljudsflygplanet var fransk-brittiska Concorde. En ny aktör inom området är amerikanska Boom Supersonic som utvecklar ett konceptuellt överljudsflygplan, Boom Overture. Det potentiella återinförandet av överljudsflygplan understryker vikten av aerodynamisk analys inom detta område, vilket utgör det övergripande målet för detta projekt. Vidare syftar arbetet till att undersöka den aerodynamiska prestandan, huvudsakligen karaktäriserad av glidtalet, för ogivala vingplanformer vid olika svepvinklar. En digital modell av Concorde används som utgångspunkt och omdesignas med inspiration av Boom Overture. Concorde-modellen används även som referens för att utvärdera flygplansmodellernas prestanda. Nya modeller skapas i ett parametriserat designverktyg OpenVSP och simuleras i mjukvaran STAR-CCM+, i Overtures ämnade marschfart. Resultaten visar, vid jämförelse mellan modellerna, att den aerodynamiska prestandan varierar med olika ogivala vingplanformer. Diskussionen mynnar ut i att förändringar i utformning av den ursprungliga Concorde-modellens vingplanform, fokuserat på minskning av svepvinkeln, medför en förbättrad aerodynamisk prestanda vid lägre hastighet.