Estudio aerodinámico de las aletas de un cohete sonda mediante CFD

Abstract

[ES] En este proyecto se realiza un estudio sobre las características aerodinámicas que envuelven las superficies estabilizadoras de un cohete sonda en vuelo. Concretamente, el cohete ASTRA, creado por el grupo de Generación Espontánea Faraday Rocketry UPV, será el prototipo sobre el que se aplicará el trabajo. Con el presente estudio, el Departamento de Aerodinámica de dicho equipo pretende obtener una configuración óptima de las aletas del modelo, para así reducir la resistencia fluidodinámica que aportan al conjunto del cohete, y aumentar la eficiencia aerodinámica del mismo. A lo largo del trabajo se estudian detalladamente diferentes cuestiones relacionadas con este tipo de vehículos. En primer lugar, se analizan los inicios y primeros pasos de la cohetería y su evolución a lo largo del tiempo. Posteriormente, se centra en el propio estudio en sí. Se ha elaborado un diseño CAD (Computer Aided Design) del modelo, y se ha exportado a un programa de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), en el que se han realizado las simulaciones necesarias para examinar las actuaciones de las aletas del prototipo durante el vuelo subsónico en un medio compresible. Para finalizar, se analizan los resultados obtenidos y se extraen conclusiones, que servirán para implementar un modelo óptimo de aletas en un futuro prototipo final.

[EN] This project studies the aerodynamic characteristics that surround the stabilizer surfaces of a sounding rocket during subsonic flight. Specifically, the ASTRA rocket, created by the Faraday Rocketry UPV team, from Spontaneous Generation Programme, will be the prototype to work with. With the present study, the Structures & Aerodynamics Department of this group pretends to obtain an optimal configuration of the model fins, in order to reduce their contribution to the drag of the rocket assembly and increase their aerodynamic efficiency. Throughout the work, the different issues related to this type of vehicle are analysed in detail. First, the project focusses on the beginnings and first steps of rocketry and its evolution over time. Then the aerodynamic CFD study itself is carried out. A CAD (Computer Aided Design) design of the model has been elaborated, and exported to a Computational Fluid Dynamics (CFD) program, to perform the required simulations. Results are analysed to examine the performance of the prototype fins during subsonic flight in a compressible flow. Finally, the results obtained are discussed and conclusions drawn, which will be useful to implement an optimal fin model in a future final prototype.