¿Un escudo térmico con hoyuelos reduciría la transferencia de calor durante el reingreso?
declan konroyd
¿Una pelota de golf de cerámica grande absorbería menos calor al volver a entrar que una esfera estándar?
De aerospaceweb.org :
La diferencia en los campos de flujo alrededor de una esfera lisa y una esfera rugosa o con hoyuelos se puede ver arriba. Dado que la capa límite laminar alrededor de la esfera lisa se separa tan rápidamente, crea una estela muy grande en toda la cara posterior. Esta gran estela maximiza la región de baja presión y, por lo tanto, da como resultado la máxima diferencia de presión entre las caras delantera y trasera. Como hemos visto, esta diferencia crea un gran arrastre como el que se ve debajo del número de Reynolds de transición.
¿Sería la reducción en el calor absorbido lo suficientemente significativa como para justificar una mayor carga útil mediante la reducción del peso del escudo térmico?
Respuestas (1)
Quentin Clarkson
La esfera con hoyuelos puede producir una menor resistencia (aunque, como señala Uwe, no estoy seguro de si eso es cierto en el vuelo hipersónico). Sin embargo, esto no significa que será mejor para sobrevivir al reingreso.
Una mayor resistencia implica un reingreso más rápido y una exposición más corta a temperaturas extremas. Llevar el calor al núcleo lleva tiempo, por lo que incluso si la capa exterior se está desgastando, el núcleo puede verse menos afectado por una exposición breve a temperaturas extremas que por una exposición prolongada a temperaturas moderadas.
La estela es relativamente fría y no necesita mucha protección: si el flujo hipersónico se parece a ese diagrama, la segunda bola necesitaría aproximadamente el doble de protección que la primera.
El flujo turbulento generalmente se evita en el diseño del escudo térmico: la turbulencia implica convección, lo que proporciona una forma de que más calor llegue a la superficie de la esfera.
La esfera con hoyuelos tiene un área de superficie más grande. Más superficie expuesta al aire caliente significa más calor absorbido.
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