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. گرمای زیاد تولیدشده پیرامون کپسول فضایی در بازگشت به جو چالشی بزرگ محسوب می شود؛ این در حالی است که استفاده از سیستم های محافظت حرارتی هزینه های بالایی دارد. بنابراین در این مقاله، تأثیر کنترل جریان به وسیله جت محوری خلاف جریان بر عملکرد ائروترمودینامیکی کپسول برگشت به جو آپولو با مقیاس 2/6 درصد بررسی 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. بررسی ها نشان می دهد که 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 ایجادشده از بدنه افزایش بیابد و جریان ناپایا و نوسانی گردد و رژیم نفوذ کوتاه که باعث می شود فاصله شوک ایجادشده از بدنه کاهش بیابد 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 کاهشی حدود 80 درصد در ضریب درگ شود. همچنین در این مقاله اثر تحریک جت خروجی به صورت پالسی در دو فرکانس1000 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.