Experimental Study of Air-Assisted Rocket System Models for Launching Payloads into a Low Earth Orbit

• Autorzy: Frant Michał , Majcher Maciej , Omen Łukasz , Zalewski Piotr

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.0052

Warianty tytułu

PL

Doświadczalne badania modeli lotniczo-rakietowych zestawów do wynoszenia ładunków na niską orbitę okołoziemską

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of aerodynamic testing of air-launch rocket kit models for launching payloads into a low Earth orbit. The work was performed in a low-speed wind tunnel at the Military University of Technology (MUT, Warsaw, Poland)), using symmetrical airflow. Two carrier aircraft models were tested, i.e., Su-22 and MiG-29 aircraft without launched payloads and with these payloads at a dynamic pressure of q = 500 [Pa] and the range of angles of attack at α = -28° ÷ 28°. The values obtained related to the aerodynamic drag coefficient, aerodynamic lift coefficient, pitching moment coefficient and lift to drag ratio, and are given in tabular and graphic forms. The tests were primarily used to validate the numerical results obtained during implementation of the project “Air-assisted rocket system for launching payloads into low Earth orbit - feasibility study”.

PL

W pracy przedstawiono wyniki doświadczalnych badań aerodynamicznych modeli lotniczo-rakietowych zestawów do wynoszenia ładunków na niską orbitę okołoziemską. Badania wykonano w tunelu aerodynamicznym małych prędkości WAT w opływie symetrycznym. Zbadano dwa modele nosicieli – Su-22 oraz MiG-29 bez wynoszonych ładunków oraz z wynoszonymi ładunkami przy ciśnieniu dynamicznym q = 500 [Pa] w zakresie kątów natarcia α = -28° ÷ 28°. Uzyskane wartości współczynnika oporu aerodynamicznego, współczynnika siły nośnej, współczynnika momentu pochylającego oraz doskonałości aerodynamicznej przedstawiono w formie tabel i wykresów. Wykonane badania posłużyły przede wszystkim do walidacji wyników numerycznych, które były przeprowadzone w trakcie realizacji projektu „Lotniczo-rakietowy system wynoszenia ładunków na niską orbitę okołoziemską - studium realizowalności”.

Słowa kluczowe

EN

mechanical engineering; aerodynamics; wind tunnel

PL

inżynieria mechaniczna; aerodynamika; tunel aerodynamiczny

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 13, Nr 3 (49)
• Strony: 67--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Frant Michał

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1372-9242

autor

Majcher Maciej

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4094-8766

autor

Omen Łukasz

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-8966-3315

autor

Zalewski Piotr

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3834-5376

Bibliografia

• [1] Olejnik, Aleksander, Paweł Dobrzyński, Bogdan Machowski, Piotr Zalewski. 2018. „Concept of aero-assisted rocket system for taking out mini- and microsatellites” Mechanik 91 (7) : 511-513. DOI:10.17814/mechanik.2018.7.68.
• [2] Dobrzyński, Paweł, Łukasz Kiszkowiak, Bogdan Machowski, Aleksander Olejnik, Piotr Zalewski. 2018. Analiza aerodynamiczna samolotu odrzutowego pod kątem wykorzystania do wynoszenia mini i mikro satelitów. W Nasze Stulecie, Nauka dla Obronności 407 - 423. ISBN 978- 83-7775-510-5.
• [3] Dobrzyński, Paweł, Bogdan Machowski, Aleksander Olejnik, Piotr Zalewski. 2018. Aspekty bezpieczeństwa lotniczo-wspomaganego rakietowy systemu wynoszenia nano i mikro satelitów. W Wyzwania i rozwój obrony powietrznej Rzeczypospolitej Polskiej. Obronność RP XXI wieku 291-306. ISSN 978-83-64636-88-2.
• [4] Olejnik, Aleksander, Dominik Borcuch Jarosław Milczarczyk, Michał Radomski, Piotr Zalewski. 2020. Model powierzchniowy samolotu odrzutowego w kontekście badań systemu wynoszenia mini i mikro satelitów. W Nauka dla obronności i środowiska – 2020 Vol. 2 : 149-159. ISBN 978-83-61021-07-0.
• [5] Olejnik, Aleksander, Piotr Zalewski. 2020. Lotniczo-rakietowy system wynoszenia ładunków kosmicznych - jako Responsive Space Assets Sił Zbrojnych RP. W Nauka dla obronności i środowiska - 2020 Vol. 2 : 173- 186. ISBN 978-83-61021-07-0.
• [6] Dziubiński, Adam, Łukasz Kiszkowiak, Aleksander Olejnik, Piotr Zalewski. 2020. Analiza własności aerodynamicznych samolotu Su-22 z rakietą systemu wynoszenia ładunków na niską orbitę okołoziemską. W Mechanika w Lotnictwie ML-XIX, 188-2020. ISBN 978-83-61021-14-8.
• [7] Olejnik, Aleksander, Piotr Zalewski. 2020. Lotniczo-rakietowy system wynoszenia ładunków na niską orbitę okołoziemską - studium realizowalności. W Mechanika w Lotnictwie ML-XIX, 227-229 2020. ISBN 978-83-61021-14-8.
• [8] Zalewski, Piotr, Michał Jasztal, Robert Rogólski. 2020. Analiza możliwości zwiększenia udźwigu użytecznego samolotu Su-22 oraz MiG29 dla potrzeb lotniczo-rakietowego systemu wynoszenia satelitów na niską orbitę okołoziemską. W Mechanika w Lotnictwie ML-XIX, 305-317. ISBN 978-83-61021-14-8.
• [9] Rogólski, Robert, Aleksander Olejnik Jasztal, Adam Bartnicki. 2020. Wstępne projektowanie profilu misyjnego dla lotniczo-rakietowego systemu wynoszenia miniaturowych ładunków orbitalnych. W Mechanika w Lotnictwie ML-XIX, 201-225. ISBN 978-83-61021-14-8.
• [10] Olejnik, Aleksander, Piotr Zalewski. 2020. „Su-22 and MiG-29 aircraft as air-launch platforms for space rockets”. Bulletin of Military University of Technology LXIX (3) : 88-103.
• [11] Dziubiński, Adam, Łukasz Kiszkowiak, Aleksander Olejnik, Piotr Zalewski. 2021. The Use of Reverse Engineering and Computational Fluid Dynamics Methods in Preliminary Design of Low Cost Satellite Launch System. In Proceedings of the 32 Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences. September 6-10, 2021 Shanghai, China. ISBN:978-3-932182-91-4.
• [12] Penkchjerst, R., D. Cholder. 1955. Wind tunnel experiment technology (in Russian). Moscow.
• [13] Pope, Alan. 1954. Wind-Tunnel Testing. New York: Wiley, John & Sons.
• [14] Krzyżanowski, Adam. 2009. Mechanika lotu. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna.
• [15] Kowaleczko, Grzegorz. 2003. Zagadnienie odwrotne w dynamice lotu statków powietrznych. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna.

Uwagi

This paper is a result of implementing a research project milestone within the framework of Research Grant no. 13-989/2018/WAT, i.e., “Air-assisted rocket system for launching payloads into a low Earth orbit - feasibility study”, financed by the Polish Ministry of Defence, and implemented at the Military University of Technology since 2018.