Numerical Investigation into the Performance of a Supersonic Busemann Biplane for Different Off-design Conditions.

Abstract

[EN] Due to the failure of supersonic transport, Busemann biplanes are being in vestigated to assess their viability. A CFD case was developed to study the influence of Mach number and AoA in the performance of a Busemann bi plane. Since the aerofoil presents great inefficiencies in off-design conditions, two parametric studies are performed for a range of Mach from 1.7 to 2.1 and AoA from 0 to 3. The SA turbulence model provided the most accurate results compared to numerical validation, which permitted analysing of aerodynamic coefficients, Cp and the shock wave pattern. After studying the drag and lift coefficients, the results suggest that a signif icant reduction in the wave drag can be accomplished in velocity design condi tions, whereas the drag is increased in the off-design conditions. On the con trary, the AoA study provides insight into the increase in aerodynamic efficiency, which is linearly proportional to the AoA.

[ES] Debido al fracaso del transporte supersónico, los biplanos Busemann están siendo investigados para evaluar su viabilidad. Se ha desarrollado un caso de estudio en CFD para estudiar la influencia del número de Mach y el ángulo de ataque en el rendimiento del biplano Busemann. Debido a que el perfil aerodinámico presenta importantes ineficiencias en condiciones fuera de diseño, dos estudios paramétricos se han llevado a cabo para un rango de Mach de 1.7 a 2.1 y un AoA de 0º a 3º. El modelo turbulento SA presenta los resultados más precisos, comprobados en el proceso de validación con soluciones numéricas externas. Esto permite analizar coeficientes aerodinámicos, como el Cp, y la distribución de las ondas de choque. Tras estudiar los coeficientes de resistencia y sustentación, los resultados indican que una reducción significativa de la resistencia asociada a las ondas de choque es producida en condiciones de diseño, mientras que la resistencia aumenta en condiciones fuera de diseño. Por el contrario, el estudio del AoA señala que la eficiencia aerodinámica aumenta linealmente con el ángulo de ataque.

[CA] A causa del fracàs del transport supersònic, els biplans Busemann estan sent investigats per a avaluar la seua viabilitat. S'ha desenvolupat un cas d'estudi en CFD per a estudiar la influència del número de Mach i l'angle d'atac en el rendiment del biplà Busemann. Pel fet que el perfil aerodinàmic presenta importants ineficiències en condicions fora de disseny, dos estudis paramètrics s'han dut a terme per a un rang de Mach d'1.7 a 2.1 i un AoA de 0° a 3r. El model turbulent SA presenta els resultats més precisos, comprovats en el procés de validació amb solucions numèriques externes. Això permet analitzar coeficients aerodinàmics, com el Cp, i la distribució de les ones de xoc. Després d'estudiar els coeficients de resistència i sustentació, els resultats indiquen que una reducció significativa de la resistència associada a les ones de xoc és produïda en condicions de disseny, mentre que la resistència augmenta en condicions fora de disseny. Per contra, l'estudi del AoA assenyala que l'eficiència aerodinàmica augmenta linealment amb l'angle d'atac.