Mecanismo de Protección Térmica de un Nuevo Sistema de Protección Térmica No Ablativo Ajustable para Vehículos Hipersónicos
Autores: Chang, Bin; Huang, Jie; Yao, Wei-Xing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Mecanismo de Protección Térmica de un Nuevo Sistema de Protección Térmica No Ablativo Ajustable para Vehículos Hipersónicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sistema de protección térmica
ángulo de ataque
Pico
Lado de barlovento
Flujo de calor
ángulo de instalación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Con el fin de mejorar el rendimiento de protección térmica del sistema de protección térmica activa (TPS) basado en el pico y el chorro, se propone en este documento un sistema de protección térmica no ablativo ajustable, cuyo pico puede rotarse en la dirección del flujo libre. El mecanismo de protección térmica y el ángulo de instalación óptimo se analizan adoptando el método numérico. Los resultados muestran que el ángulo de ataque tiene una gran influencia en el flujo de calor pico de los vehículos hipersónicos, siendo el punto peligroso en el lado de barlovento de los vehículos en un ángulo de ataque no nulo. Con el aumento del ángulo de ataque, el flujo de calor del lado de barlovento de los vehículos aumenta rápidamente, lo que lleva a una disminución en la eficiencia global de protección térmica. El TPS no ablativo ajustable en este documento reduce significativamente el aero-calentamiento del lado de barlovento a través del ángulo de instalación entre el pico y el cono de nariz, mejorando así la eficiencia global de protección térmica. El ángulo de instalación óptimo se puede obtener mediante métodos numéricos o experimentales en el diseño de ingeniería, y la diferencia entre el ángulo de ataque y el ángulo de instalación óptimo es de aproximadamente 2.4 grados para el modelo propuesto. Por lo tanto, el ángulo de instalación se puede ajustar automáticamente en función del ángulo de ataque para lograr la máxima eficiencia de protección térmica.
Descripción
Con el fin de mejorar el rendimiento de protección térmica del sistema de protección térmica activa (TPS) basado en el pico y el chorro, se propone en este documento un sistema de protección térmica no ablativo ajustable, cuyo pico puede rotarse en la dirección del flujo libre. El mecanismo de protección térmica y el ángulo de instalación óptimo se analizan adoptando el método numérico. Los resultados muestran que el ángulo de ataque tiene una gran influencia en el flujo de calor pico de los vehículos hipersónicos, siendo el punto peligroso en el lado de barlovento de los vehículos en un ángulo de ataque no nulo. Con el aumento del ángulo de ataque, el flujo de calor del lado de barlovento de los vehículos aumenta rápidamente, lo que lleva a una disminución en la eficiencia global de protección térmica. El TPS no ablativo ajustable en este documento reduce significativamente el aero-calentamiento del lado de barlovento a través del ángulo de instalación entre el pico y el cono de nariz, mejorando así la eficiencia global de protección térmica. El ángulo de instalación óptimo se puede obtener mediante métodos numéricos o experimentales en el diseño de ingeniería, y la diferencia entre el ángulo de ataque y el ángulo de instalación óptimo es de aproximadamente 2.4 grados para el modelo propuesto. Por lo tanto, el ángulo de instalación se puede ajustar automáticamente en función del ángulo de ataque para lograr la máxima eficiencia de protección térmica.