تست جريان آيروديناميك ماوراي‌صوت و دستاوردهاي نوين مهندسي هوافضا

Experimental Hypersonic Aerodynamics and Advances in Aerospace Engineering

بسياري از مأموريت­ هاي فضايي از گذشته تا سال­هاي آينده در محدودة رژيم ماوراي‌ صوت قرار مي‌گيرند. به‌علت پيچيدگي­ هاي ذاتي در آيروترموديناميك جريان حول پرنده­ هايي كه در سرعت‌هاي بيش از ماخ 4 پرواز مي­ كنند، سوال­هاي بدون جواب و زمينه­ هاي ناشناختة زيادي وجود دارد. در چنين جريان­هايي مشخصه­ هاي خاصي مانند گراديان­ هاي شديد آنتروپي، لايه­ هاي شوك ضخيم، جريان­هاي دما بالاي گسسته، اندركنش ­هاي لزج و لايه­ هاي مرزي با واكنش شيميايي رخ مي­ دهد. با در دست داشتن اطلاعات جريان ماوراي‌صوت حول فضاپيما، مي­توان طراحي را تا حد زيادي بهبود بخشيد. با توجه به فيزيك مسئله، دقت مورد‌نظر و محدوديت روش­هاي ديگر مانند روش­هاي عددي، بسياري از مطالعات در اين حوزه با استفاده از تست‌هاي تجربي صورت مي‌پذيرد. با توجه به اهميت اين حوزه در دنياي هوا فضاي امروز، در اين مقاله ضمن بررسي اين حوزه، به معرفي آخرين دستاوردها و رويكردهاي مراكز علمي و صنعتي دنيا پرداخته شده است.

Most space missions fall in the hypersonic reentry regime. There are several open questions and unknown phenomena in aerothermodynamics around vehicles at flow regimes exceeding Mach 4 due to its inherent complexities. Strong entropy gradients, thick shock layers, dissociated high temperature flows, chemically reacting boundary layers, and viscous interactions are some of the unique flow features dominating the hypersonic flight regimes. It is possible to carry out a detailed analysis on spacecraft aerodynamics leading to an optimized design. Considering the complexity of the problem, desired accuracy of the analysis, and restrictions of numerical methods such as CFD, the experimental approach is preferred in most real-world projects. Due to the increasing importance of Hypersonic Aerodynamicsin modern aerospace studies, this paper reviews the recent advances, technical achievements as well asindustrial and scientific trends subsequent topresenting a brief introduction to the field.