ارزیابی عددی بستر آزمون یک موتور انتقال مداری در شرایط اولیه خلاء

هدف این تحقیق ارزیابی بستر آزمون یک موتور انتقال مداری در حالت اولیه فشار پایین (خلاء نسبی) فضای داخلی موتور است. در تست های زمینی معمول موتور در محیط شبیه ساز ارتفاع بالا، فضای داخلی موتور در حالت اولیه فشار اتمسفر محلی قرار دارد. در حالیکه در زمان ماموریت مداری ممکن است شرایط اولیه خلاء در فضای داخلی موتور برقرار باشد. بنابراین برای اطمینان از عملکرد مناسب بالستیک داخلی، لازم است که عملکرد موتور با پیش خلاء سازی فضای داخلی آن تست شود. برای این منظور ابتدا با بررسی تیوری، مناسب بودن هندسه یک دیفیوزر خروجی گاز مافوق صوت برای این نوع تست مطرح شده است. سپس، از شبیه سازی عددی جریان برای بررسی طرح استفاده شده است. شبیه سازی عددی غیردایم با اعمال پروفیل های فشار-زمان موتور به عنوان شرط مرزی ورودی انجام شده است. بررسی ها نشان می دهد که دو پدیده مافوق صوت شدن جریان در دیفیوزر در فشارهای موتور خیلی پایین و تخلیه جریان برگشتی به محفظه خلاء، مانع از تاثیرگذاری قابل توجه شرایط محیطی در جریان داخل نازل می شود، به طوریکه از لحظه اولیه شروع به کار موتور تا راه اندازی پایدار دیفیوزر، جریان در نیمه اولیه نازل در حالت مافوق صوت قرار دارد. بنابراین بالستیک داخلی موتور مستقل از شرایط محیط بیرون ارزیابی می شود.