مروری بر انواع مختلف صفحه انژکتور متخلخل در سیستم های پیشران فضایی؛ مطالعه موردی راندمان احتراق

زندگی امروزی بشر به طور غیر قابل انکاری وابسته به ماهوارهاست که با حامل های فضایی به مدار زمین ارسال می شوند. ارسال هر نوع محموله به فضا می بایست به وسیله حامل هایی صورت پذیرد که از نظر مصرف انرژی در بهینه ترین حالت ممکن طراحی و ساخته شده اند. یکی از گام های بهینه سازی موتور حامل های فضایی، استفاده از مواد متخلخل در صفحه انژکتور موتور می باشد. در این نوشتار طرح های کاربردی که از مواد متخلخل جهت بهبود راندمان احتراق استفاده نموده اند، بررسی و مرور شده است. در این راستا، نتایج آزمایش های انجام شده به کمک چهار طرح سرانژکتور متخلخل مختلف مطالعه گردید. اولین طرح، سرانژکتور متخلخل با پنج جایگاه تزریق اکسیژن مایع بود که جهت انجام تحقیقات بصری تحت تست های سرد و گرم قرار گرفته بود. همچنین نتایج آزمایش سر انژکتورهای متخلخل API68،  API80-168 و سرانژکتور تصحیح شده API68 به کمک دو محفظه احتراق در مقیاس کوچکتر که در مرکز تحقیقات فضایی آلمان طراحی و ساخته شده بودند، مرور گردید. محفظه احتراقی که برای انجام آزمایشات بصری استفاده شده بود، به وسیله آب خنک می شد و امکان تصویر برداری از فرآیند احتراق را فراهم می نمود. از نکات مورد توجه در مرور انجام شده کاهش راندمان احتراق سرانژکتور API80-168 به دلیل ویرایش سرانژکتور به منظور جلوگیری از تجمع اکسیژن زیاد در نزدیکی دیواره محفظه احتراق است. نکته با اهمیت دیگر خاصیت میرایی صوتی صفحه انژکتورهای متخلخل است که پایداری احتراق بیشتری را در مقایسه با سرانژکتور ساخته شده از انژکتورهای کلاسیک محوری به دنبال داشته است. ولی در برخی از مراحل تست سرانژکتور API80-168  که مرور گردید،  ناپایداری های نوسانی قوی مشاهده شد که باعث خاموشی اتوماتیک موتور شده بود. در نهایت، نتایج تست های تجربی چهار سرانژکتور مختلف متخلخل با  لوله های انتقال اکسیدکننده، در رژیم های مختلف جریان و تحت حالت گازخوری عمیق،  مورد تحلیل قرار گرفت و پتانسیل های مثبت و منفی موجود در هر یک از طرح ها بیان گردید.