علوم، فناوری و کاربردهای فضایی (Feb 2023)
ارزیابی عددی بستر آزمون یک موتور انتقال مداری در شرایط اولیه خلاء
Abstract
هدف این تحقیق ارزیابی بستر آزمون یک موتور انتقال مداری در حالت اولیه فشار پایین (خلاء نسبی) فضای داخلی موتور است. در تست‌های زمینی معمول موتور در محیط شبیه‌ساز ارتفاع بالا، فضای داخلی موتور در حالت اولیه فشار اتمسفر محلی قرار دارد. در حالیکه در زمان ماموریت مداری ممکن است شرایط اولیه خلاء در فضای داخلی موتور برقرار باشد. بنابراین برای اطمینان از عملکرد مناسب بالستیک داخلی، لازم است که عملکرد موتور با پیش خلاء‌سازی فضای داخلی آن تست شود. برای این منظور ابتدا با بررسی تئوری، مناسب بودن هندسه یک دیفیوزر خروجی گاز مافوق صوت برای این نوع تست مطرح شده است. سپس، از شبیه‌سازی عددی جریان برای بررسی طرح استفاده شده است. شبیه‌سازی عددی غیردائم با اعمال پروفیل‌های فشار-زمان موتور به عنوان شرط مرزی ورودی انجام شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که دو پدیده مافوق‌صوت شدن جریان در دیفیوزر در فشارهای موتور خیلی پایین و تخلیه جریان برگشتی به محفظه خلاء، مانع از تاثیرگذاری قابل توجه شرایط محیطی در جریان داخل نازل می‌شود، به طوریکه از لحظه اولیه شروع به کار موتور تا راه‌اندازی پایدار دیفیوزر، جریان در نیمه اولیه نازل در حالت مافوق‌صوت قرار دارد. بنابراین بالستیک داخلی موتور مستقل از شرایط محیط بیرون ارزیابی می‌شود.
Keywords
