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Accès ouvert déclaré 2025 article

Numerical Investigation of Stage Separation Control of Tandem Hypersonic Vehicles Based on Lateral Jet

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The stage separation of hypersonic vehicles is critically challenged by severe aerodynamic interference, which induces significant attitude deviations and jeopardizes subsequent flight missions. This study investigates open-loop and closed-loop attitude control methods utilizing lateral jets to stabilize the forebody during separation. Dynamic CFD-based numerical simulations were conducted for a tandem hypersonic vehicle, analyzing trajectories and aerodynamic characteristics under free separation, open-loop, and closed-loop control. Results show that open-loop control achieves a maximum forebody pitch angle of only 0.27° at α=0°, but performance degrades drastically to 24.88° at α=2.5°, highlighting its sensitivity to freestream variations. In contrast, a cascade PID-based closed-loop control system dynamically adjusts lateral jet total pressure, reducing the maximum pitch angle to 0.006° at α=0° and maintaining it below 0.2° even at α=5.0°. The closed-loop system exhibits periodic fluctuations in jet pressure, with amplitude increasing alongside angle of attack, yet demonstrates superior robustness against aerodynamic disturbances. Flow field analysis reveals enhanced shockwave interactions and vortex dynamics under closed-loop control, effectively mitigating pitch instability. While open-loop methods are constrained to specific conditions, closed-loop control significantly broadens applicability across variable flight environments.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Numerical Investigation of Stage Separation Control of Tandem Hypersonic Vehicles Based on Lateral Jet
Date Crossref
28/03/2025
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Computational Fluid Dynamics and AerodynamicsGas Dynamics and Kinetic TheoryRocket and propulsion systems research

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