Caracterización aerodinámica de un proyectil de 155mm mediante CFD y predicción de trayectorias

Abstract

La predicción de trayectorias ha sido, y es, un reto significativo en el campo de la balística. Uno de los principales desafíos radica en la caracterización precisa de las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre un proyectil durante su vuelo, las cuales varían en función de condiciones atmosféricas, el número de Mach y el ángulo de ataque entre otros. Abordar este problema de forma eficiente requiere no solo disponer de datos aerodinámicos fiables, sino también contar con un modelo numérico capaz de integrarlos en una simulación realista del vuelo. Uno de los modelos matemáticos que exhibe mejor equilibrio entre el coste computacional y la precisión numérica para la simulación de trayectorias de proyectiles es el modelo de Masa Puntual Modificada (MPM), una extensión del modelo de Masa Puntual que incorpora, además de la fuerza de arrastre, los efectos de sustentación y momentos de cabeceo. Este enfoque permite describir de manera más realista el comportamiento de un proyectil en vuelo, especialmente en condiciones supersónicas o con ángulos de ataque distintos a cero, sin recurrir a largos tiempos de computación. El objetivo de este trabajo es desarrollar una herramienta de simulación balística de baja fidelidad basada en el modelo MPM que, a diferencia de otros enfoques más costosos o complejos (como el 6DOF), permita de una forma simple integrar de forma directa coeficientes aerodinámicos para obtener simulaciones de trayectorias balísticas de manera ágil y que además pueda ser de utilidad en las fases iniciales de diseño de proyectiles.