رابطه ضربه ویژه بر حسب تغییرات پس فشار و الگوریتم محاسبه نسبت انبساط بهینه نازل مخروطی

وظیفه اصلی نازل همگرا- واگرا تبدیل انرژی تولیدشده در محفظه به انرژی جنبشی جهت ایجاد نیروی پیشران است. پارامترهای مختلفی بر روی عملکرد این جز از موتور تاثیرگذار است که به عنوان یکی از مهم ترین این پارامترها، می توان به اثرات فشار محیط یا به اصطلاح پس فشار اشاره داشت. اصولا طراحی نازل ها برای یک پس فشار خاص صورت می گیرد و در زمان صعود به ارتفاعات بالا پس فشار به شدت تغییر می یابد که عملکرد نازل را در شرایط غیر بهینه قرار می دهد. در پژوهش حاضر با استفاده از ابزار عددی، اثرات تغییر پس فشار بر روی عملکرد نازل های همگرا- واگرای سه موتور سوخت جامد استار-27، اورباس-1 و مینتمن مورد بررسی قرار گرفته است. ابزار عددی مورد استفاده در این شبیه سازی نرم افزار فلوئنت است که در این نرم افزار جهت شبیه سازی آشفتگی از مدل آشفتگی کی- اپسیلون استفاده شده است. با توجه به نوع پیشران، فشار و دمای محفظه احتراق برای هر موتور با استفاده از نرم افزار سی ای ای (CEA)، گونه های ورودی به نازل همگرا- واگرا محاسبه شده است. نتایج عددی به دست آمده از شبیه سازی های عددی دارای تطابق خوبی با داده های تجربی است. از نتایج مهم این پژوهش می توان به رابطه به دست آمده برای ضربه ویژه بر حسب تغییر ارتفاع و الگوریتم محاسبه نسبت انبساط بهینه برای هر موتور بر اساس رابطه مذکور برای ماموریت مشخص، اشاره کرد.