طراحی و تحلیل اجکتور سیال ثانویه در سکوی شبیه‌ساز ارتفاع

غالباً جهت تست زمینی موتورهای مورد استفاده در فضا از سکوی شبیه‌ساز ارتفاع استفاده می‌شود. این سکو مجهز به یک دیفیوزر خروجی گاز مافوق‌صوت است. جریان گازهای احتراقی خروجی از موتور به طور خودکار از طریق دیفیوزر به محیط اتمسفر تخلیه شده و فشار پایین مطلوب در اطراف موتور برقرار می‌شود. در صورتی که فشار موتور از حدی پایین‌تر باشد، جریان مافوق صوت در دیفیوزر برقرار نمی‌شود. در این حالت نیاز است از اجکتور کمکی در انتهای دیفیوزر استفاده شود. در تحقیق حاضر، الگوریتم جدیدی در طراحی اجکتور مافوق‌صوت توسعه داده شده است. برخلاف روش‌های رایج، الگوریتم مزبور قابلیت استفاده از سیال اولیه (ورودی از نازل اجکتور) و سیال ثانویه (خروجی از انتهای دیفیوزر) مختلف را دارد. در طراحی اجکتور، پارامترهای اصلی توسط الگوریتم تعیین می‌شوند؛ در حالیکه پارامترهای فرعی از نتایج تست تجربی مراجع معتبر و یا شبیه‌سازی عددی انتخاب می‌شوند. در الگوریتم طراحی، حاشیه اطمینان لازم برای کارکرد مطلوب اجکتور پیش‌بینی شده است که توسط شبیه‌سازی عددی جریان به دست می‌آید. همچنین از شبیه‌سازی عددی جریان برای تأیید روش طراحی استفاده می‌شود. در انتها با استفاده از الگوریتم ارائه شده، یک اجکتور برای کم کردن فشار استارت یک مجموعه موتور-دیفیوزر مافوق‌صوت، طراحی شده است. شبیه‌سازی یکپارچه دیفیوزر-اجکتور برای دو حالت موتور خاموش و موتور روشن انجام شده و مناسب بودن طراحی انجام شده برای اجکتور در هر دو حالت مورد تأیید قرار گرفته است.