Hypersonic 노즐은 고속 항공 우주 응용 분야에서 사용되는 특수 구성품입니다. 그들은 효율적으로 가스를 가속화하기 위해 설계되어 Mach 5.보다 더 큰 속도를 제공합니다. 설계 프로세스는 복잡한 계산, 기본 원칙을 이해하고 성능과 안전을 보장하기 위해 엄격한 테스트를 포함합니다.

Hypersonic 노즐 계산

디자인은 질량, 사모, 에너지의 보존에 근거를 둔 유체 역학 계산으로 시작합니다. Isentropic 유량식은 노즐의 모양과 크기를 결정하기 위해 사용됩니다. 중요한 매개 변수는 목구멍 지역, 출구 지역 및 확장 비율을 포함합니다.

Computational Fluid Dynamics (CFD) 시뮬레이션과 같은 Computational 도구는 다양한 조건에서 흐름 동작을 모델링하여 디자인을 정제하는 데 도움이됩니다. 이 계산은 노즐이 고온도와 고압을 고온도의 전형적으로 처리 할 수 있다는 것을 보장합니다.

Hypersonic 노즐 설계의 원리

주요 원리는 열 에너지의 변환을 골격 에너지로 극화하고 있습니다. 분사구 모양은 일반적으로 하이퍼소파 교류를 위해 낙관된 de Laval 분사구로 알려진 융해 디버깅 단면도를 따릅니다. 충격파 및 경계 층 효력은 디자인 과정에 있는 긴요한 고려사항입니다.

재료 선택은 또한 중요, 구성 요소는 극한 온도와 기계적 스트레스를 견딜 수 있어야. 디자인은 흐름 분리를 최소화하고 높은 velocities에서 가스의 안정적인 확장을 보장합니다.

Hypersonic 노즐의 실제 테스트

테스트는 지상 기반 시설과 비행 실험 모두 포함. 초음파 상태를 시뮬레이션 할 수있는 풍력 터널은 노즐 성능을 검증하는 데 사용됩니다. 수집 된 데이터는 온도, 압력 및 유량 측정을 포함합니다.

비행 테스트는 실제 행동을 관찰하기 위해 스케일링 모델 또는 프로토 타입으로 수행됩니다. 이러한 테스트는 설계에서 유해한 개선을 선도하는 Flow instabilities 또는 Material degradation과 같은 문제를 식별하는 데 도움이됩니다.

  • Flow 시뮬레이션
  • 물자 시험
  • 풍력 터널 실험
  • 비행 시험