Estudio aerodinámico de proyectiles de artillería con dispositivos pasivos para mejorar el alcance

• Rey Sayago, Felix ^[2] ; Laso Laso, Ana ^[2] ; Garriga Trullol, Bartomeu ^[2] ; Moratilla Fernández, Domingo ^[2] ; Criado Avila, Javier ^[2] ; Nicolás Perez, Francisco ^[1] ; Sanchez-Velasco, Francisco Javier ^[3] ; Serna Serrano, José ^[3] ; Lopez Belchí, Alejandro ^[3] ; Garcia-Cascales, Jose Ramón ^[1]
  1. [1] Universidad Politécnica de Cartagena

     Universidad Politécnica de Cartagena

     Cartagena, España

     
  2. [2] Expal Systems S.A.
  3. [3] Centro Universitario de la Defensa

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• Localización: IV Congreso Nacional de i+d en Defensa y Seguridad DESEi+d 2016: Actas, 16, 17 y 18 de noviembre de 2016 / José Serna Serrano (dir. congr.), María del Pilar Sánchez Andrada (dir. congr.), Ignacio Álvarez Rodríguez (dir. congr.), 2016, ISBN 978-84-946021-3-9, págs. 965-972
• Idioma: español
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• Resumen

  • La maximización del alcance de un proyectil de artillería justifica numerosos estudios de investigación. Aerodinámicamente se pretende la reducción del coeficiente de resistencia del proyectil. Para ello se optimizan las distintas zonas: ojiva, cuerpo y/o culote. La resistencia básicamente incluye tres componentes: de onda, fricción ,y de base. Esta última se produce por la elevada diferencia de presión del aire en la base con respecto al exterior, mucho mayor. Hasta la fecha, los dos métodos más comunes empleados para aumentar la presión de base modificaban solamente el culote. En esta línea de investigación se desarrollaron los culotes cónicos, (boat tail), que reducen el diámetro de la base, o los culotes base bleed que, mediante la combustión de un material pirotécnico de bajo poder energético, inyectan un gasto de gases calientes en la base que disminuyen el salto de presiones. El método Base Bleed es más eficaz pero más costoso. Este estudio aerodinámico plantea diseños pasivos (a diferencia de Base Bleed) aplicado a proyectiles conocidos de 105 y 155 mm: de un modo simple, se introduce aire de mayor presión a la zona de base reduciendo así la resistencia. Queda fuera del estudio la utilización de dispositivos activos de modificación de la capa límite. Se estudian dos variaciones geométricas que consiguen este efecto: ranuras y canalizaciones. Se realizan simulaciones CFD 2D/3D, seleccionando el modelo de turbulencia adecuado (k-omega, képsilon, LES…) para el estudio de la capa límite. Los proyectiles son giroestabilizados, analizando el efecto de las altas velocidades de rotación en la toma de aire. Cada una delas variaciones planteadas implica una optimización del ángulo de inclinación, tamaño, número, posición o tipo de salida de la canalización (anular o central). Se estudia la variación de resistencia y su efecto en el alcance.