تأثیر جت خلاف جریان پالسی بر عملکرد ائروترمودینامیکی برای یک کپسول بازگشتی مافوق صوت

بهره وری و عملکرد یک وسیله هوافضایی یا فضاپیمایی که در جو پرواز می کند، تا حدود زیادی به فیزیک جریان اطراف این وسیله بستگی دارد. مهندسان برای کاهش اثرات نامطلوب گرمایش ائروترمودینامیکی این وسایل، رو به استفاده از سیستم های محافظ حرارتی آورده اند که استفاده از این سیستم ها هزینه های بسیار بالایی را در بر خواهد داشت. به همین دلیل در این مطالعه، تأثیر کنترل جریان به وسیله جت محوری خلاف جریان به عنوان یک کاهنده اثرات نامطلوب بر عملکرد ائروترمودینامیکی کپسول برگشت به جو آپولو با مقیاس 2/6 درصد تحقیق شده است. برای این منظور، عملکرد ائرودینامیکی این کپسول تحت کنترل در 5 دبی جرمی متفاوت جت در ماخ جریان آزاد 3/48 بررسی شده است. با افزایش دبی جرمی جت، دو رژیم جریان قابل مشاهده است: رژیم نفوذ طولانی و رژیم نفوذ کوتاه، رژیم نفوذ طولانی، که در آهنگ های کم اتفاق می افتد، باعث می شود فاصله شوک ایجاد شده از بدنه افزایش بیاید و جریان ناپایا و نوسانی گردد و رژیم نفوذ کوتاه که باعث می شود فاصله شوک ایجاد شده از بدنه کاهش بیاید و جریان پایا شود و در آهنگ های زیاد اتفاق می افتد. انتقال از رژیم اول به دوم در آهنگ جرمی بین 0/0145 و 0/113 کیلوگرم بر ثانیه رخ می دهد. نتایج نشان می دهد که استفاده از جت می تواند منجر به کاهش حدود 80 درصد در ضریب درگ شود. همچنین در این مقاله اثر تحریک جت خروجی به صورت پالسی در دو فرکانس 1000 و 2000 هرتز به منظور کاهش تزریق سیال بررسی شده است و نتایج حاصل از آن نشان می دهد که افزایش فرکانس به 2000 هرتز می تواند تا حدود 60 درصد درگ را کاهش دهد.

Keywords:

کنترل جریان , اجسام بازگشت پذیر به جو , جت خلاف جریان , ضریب درگ , فرکانس تحریک , جت پالسی