آشکارسازی جریان محوری مافوقصوت حول یک کپسول فضایی سیلندری

در این تحقیق مشخصات آیرودینامیکی یک کپسول فضایی به روش تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است . این کپسول فضایی قادر است محموله خود را به فضای زیرمداری ارسال نموده و سالم به زمین بازگرداند. مدل مورد نظر به صورت یک سیلندر بدون دماغه با سر پخ و نسبت طول به قطر (ضریب لاغری ) ۳ در نظر گرفته شده است .مدل در تونل باد در معرض جریان محوری مافوق صوت قرار داده شده و ضرایب نیروهای آیرودینامیکی از طریق یک بالانس شش مولفه که در درون مدل جاسازی شده، داده برداری شده است . برای مشاهده مشخصات جریان محوری مافوقصوت حول سیلندر از روش آشکارسازی جریان استفاده شده است . از طریق عکس برداری شلیرن، نحوه شکل گیری امواج فشاری ، قدرت شوک و همچنین مناطق جدایش جریان در سرعت مختلف مورد بررسی قرار گرفته است .نتایج نشان می دهد بدنه سیلندری با پیش بدنه پخ و نسبت طول به قطر کم ، دارای نیروی پسای قابل توجهی است که مقدار آن چندین برابر از بدنه سیلندری باریک با دماغه که استفاده آن در پروازهای زیرمداری متداول است ، بیشتر می باشد. آشکارسازی جریان نیز نشان می دهد با افزایش سرعت ، قدرت موج شوک تولیدی افزایش یافته و نیروی محوری بزرگی را به بدنه وارد می نماید. از این مزیت می توان برای طراحی محموله فضایی قابل بازگشت به زمین که در آنها کاهش سرعت مورد نیاز است ، استفاده نمود. به علاوه با افزایش ماخ، فاصله امواج شوک از بدنه کاهش می یابد که این مسئله در گرمایش آیرودینامیکی و انتقال حرارت اثر منفی دارد. از نتایج این تحقیق برای طرح جدیدی از کپسول های فضایی زیرمداری قابل بازیابی در ایران استفاده شده است .

کلیدواژه ها:

آزمایش تونل باد ، آشکارسازی جریان ، سیلندر پخ ، جریان محوری ، مشخصات آیرودینامیکی .