مطالعه تجربی کاهش شدت امواج ضربه ای مافوق صوت به روش تخلیه پیوسته پلاسما

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه رازی کرمانشاه

چکیده

امواج ضربه ای پدیده مخربی درتوسعه هواپیما های مافوق صوت است، بطوریکه باعث افزایش درگ و بواسطه اصطکاک اضافی آن باعث گرم شدن سطح می شود. همچنین ایجاد دیواره صوتی یکی از دلایلی است که باعث جلوگیری از پرواز هواپیما های مافوق صوت می شود. در این تحقیق، تکنیک تضعیف موج ضربه ای بوسیله نتایج تجربی در اعداد ماخ5/1، 95/1 و45/2 در تونل باد مافوق صوت بررسی شده است. جریان پلاسما در جلوی مدل آیرو- اسپایک پلاسمایی بوسیله تخلیه الکتریکی با Hz 50 ، mA50 و Kv30 تولید می گردد. تصاویر شادوگراف در اعداد ماخ مذکور نشان می دهند که تخلیه پلاسما در پشت موج ضربه ای با وجود افزایش میدان مغناطیسی، تاثیر کمی در کاهش شدت موج ضربه ای داشته است. با افزایش عدد ماخ موج ضربه ای دماغه مخروط ناقص به پائین دست حرکت کرده و شدت تخلیه در قسمت پائین دماغه مدل باعث تضعیف شوک و ناپدید شدن آن در قسمت پائین دماغه شده است. نتایج تجربی نشان می دهد که در عدد ماخ45/2 موج ضربه ای به دماغه ناقص چسبیده و در نتیجه تخلیه پیوسته پلاسما در پائین اسپایک و در جلوی موج باعث تضعیف آن شده است. این مهمترین نتیجه ای است که نشان می دهد پلاسما قادر به حذف امواج ضربه ای در سرعت های مافوق صوت و در نتیجه کاهش درگ می باشد.

کلیدواژه‌ها


  1. Kuo, S.P., Kalkhoran, I.M., Bivolaru D., and Orlick L. “Observation of Shock Wave Elimination by a Plasma in a M 2.5 Flow”, Physics of Plasmas, Vol. 7, No.5, pp.1345-1348, 2005.
  2. Kuo, S.P. and Bivolaru D. “Plasma Effect on Shock Waves in a Supersonic Flow”, Physics of Plasmas, Vol. 9, No. 2, pp.721-723, 2001.
  3. Chang, K.P. “Leading-Eadge Flow Seperation”, Pergamon Press , Oxford, United Kingdom, 1970.
  4. Bivolaru, D. and Kuo, S.P. “Aerodynamic Modification of Supersonic Flow around Truncated Cone, Using Pulsed Electrical Discharges”, AIAA J., Vol. 43, pp. 1482-1489, 2005.
  5. Kuo, S.P. “Plasma Mitigation of Shock Wave: Experimental and Theory”, Shock Waves, Vol. 17, No. 4, pp. 225-239, 2007.
  6. Kuo, S.P. “Air Plasma Mitigation of Shock Wave”, Advances in Aerospace Science and Technology, Vol. 1, No. 2, pp.59-69, 2016.
  7. Bivolaru, D. and Kuo, S.P. “Observation of Supersonic Shock Wave Elimination by a Plasma Aero- Spike”, Physics of Plasmas, Vol. 9, No. 2, pp. 721-723, 2002.
  8. Mumivand, M. and Mohammad Khani, H. “Numerical Study of Aerodynamic Drag Reduction Blunt Nose with Spike and Jet Injection Combined Axial and Transverse”, Journal of Mechanical Engineering modares, Vol. 16, pp. 133-142, 2016 (In Persian).