تحلیل دینامیکی سیستم سورتمه جرم متغیر تحت نیروهای متغیر

از سیستم سورتمه به منظور آزمایش سازه های ضد نفوذ، آزمون پرش صندلی خلبان و تجهیزات فضایی استفاده می شود که فناوری آن در اختیار تعداد اندکی از کشورهای پیشرفته است. در این پژوهش، تحلیل دینامیکی نیروهای وارد بر یک نمونه از این سیستم، موردبررسی قرار گرفته است. نیروهای موثر وارد بر سورتمه شامل نیروی پیشرانه، نیروی پسا و برآ و نیروی اصطکاک است که همگی متغیر می باشند. به منظور به دست آوردن نیروی پیشرانه با توجه به مشخصات عملکردی و هندسی سورتمه طراحی شده، اقدام به طراحی گرین موتور سورتمه جهت رسیدن به سرعت 0/85 ماخ در مدت یک ثانیه شده است. پس از استخراج معادلات حاکم جهت به دست آوردن نیروی پیشرانه، با استفاده از برنامه نویسی، تغییرات نیروی پیشرانه در طول زمان سوزش به دست آورده شده و فرموله می شود. در مرحله بعد برای به دست آوردن نیروهای برآ و پسا از شبیه سازی عددی استفاده شده و پس از صحت سنجی روش عددی با پژوهشی تجربی، مقادیر نیروی پسا و برآ در سرعت های مختلف استخراج و فرموله می گردد. در ادامه با توجه به تغییرات جرم سورتمه در مدت سوزش، نیروی اصطکاک بین ریل و کفشک سورتمه به دست آورده می شود. در نهایت معادله دیفرانسیل سیستم استخراج و رفتار دینامیکی سیستم تحلیل می شود. نتایج نشان می دهد که بیشترین فشار در قسمت داخلی کفشک واردشده که در سرعت های بالا می تواند منجر به سایش و خرابی سطح ریل شده و منجر به انحراف سورتمه از مسیر ریل گردد. همچنین میزان نیروی اصطکاک در برابر سایر نیروها قابل صرف نظر است.