Větrný tunel s vysokou entalpií PHEDRA (Arc-jet) - PHEDRA (Arc-jet) high enthalpy wind tunnel - Wikipedia

The Větrný tunel PHEDRA High Enthalpy s nízkou hustotou, umístěný na ICARE[1] Laboratoř v Orléans, Francie, je výzkumné zařízení využívané ve velké míře pro základní a aplikovaný výzkum nerovnovážných plazmatických toků a planetárních atmosférických vstupů. Její název je zkratkou soufflerie à Plasma Hors Equilibre de Rentreés Atmosphériques. Větrný tunel Phedra je součástí portálu European Landscape Network MERIL.[2]

Zařízení PHEDRA (ICARE, CNRS Orléans, Francie)
Čerpací skupina PHEDRA

Dějiny

Větrný tunel PHEDRA (dříve SR5) byl umístěn v laboratoři aerotermodynamiky z CNRS (Francouzské národní vědecké výzkumné středisko) ve francouzském Meudonu do roku 2000. aerodynamický tunel byl poté přesunut do laboratoře ICARE v Orleansu, což bylo výsledkem sloučení laboratoře aerotermodynamiky a laboratoře LCSR (spalovací a reaktivní systémy). Toto zařízení je součástí experimentální desky RYCHLE (Zařízení pro Aerothermodynamics & Supersonic Technologies, contact Viviana Lago head of FAST team, [email protected]) patřící do ICARE Institut od CNRS, Orléans.

Technické údaje

PHEDRA je plazmové pozemní testovací zařízení používané k simulaci nízkotlakých letových podmínek v horní vrstvě planetárních atmosfér. Generátor elektrického oblouku pracuje ve válcové komoře o průměru 1; 1 m a délce 4,3 m, čerpané pomocí 3 primárních čerpadel a 3 Rootsových čerpadel, jejichž kapacita (27 000 m3 / h) zajišťuje zbytkový tlak v rozmezí 1 až 100 Pa. Lze použít různé pracovní plyny, jako je argon, dusík, CO2, CH4 vzduch, což umožňuje simulaci několika podmínek vstupu na planetu, jako je Země (80% N2 - 20% O2), Mars (97% CO2 - 3% N2) nebo Titan (99% N2-1% CH4). Výhody domácího zdroje plazmy lze nalézt ve stabilitě toku plazmy, vysoké specifičnosti entalpie, až 50 MJ / kg v důsledku malého hmotnostního průtoku a nízké rychlosti kontaminace, která by mohla být způsobena erozí katody.

Hlavní rysy

  • Kontinuální nadzvukový vysoce entalpický zředěný aerodynamický tunel.
  • Zkušební komora 4,5 m x 2,1 m
  • Tryska: kónická
  • Nastavitelná čerpací skupina, maximální kapacita: 26 000 m3 / h
  • Statický tlak, Pa: 1
  • Stagnační tlak, Pa: 20 5
  • Machovo číslo: 2
  • Průměrná entalpie, Mj / kg několik
  • Pracovní plyn: N2, vzduch, CO2, CH4, Ar a extenzivní směsi

Instrumentace

K aerodynamickému tunelu PHEDRA jsou přidruženy různé typy diagnostiky: Pitotovy sondy, tlakové senzory pro parietální měření, měřiče přenosu tepla, infračervená termografická kamera, kamera iCCD, elektrostatické sondy, optická spektrometrie (blízká IR, viditelná a VUV). Používají se pro základní a aplikované studie v oblastech stlačitelné aerodynamiky, aerotermodynamiky, atmosférických vstupů a fyziky plynů a plazmatu.

Účel a použití

Větrný tunel PHEDRA se hojně používá pro základní a aplikovaný výzkum aplikovaný na vstup do planetární atmosféry. Zde jsou uvedeny některé práce prováděné s tímto zařízením:

  • Základní výzkum dynamických jevů tekutin s vysokou entalpií v nerovnovážných tocích
  • Dynamika plazmy
  • Experimentální databáze planetárních vstupů do atmosféry: MARS, EARTH, TITAN, VENUS
  • Aerodynamické a aerotermální chování sond a modelů
  • Řízení plazmového toku s MHD.
  • Trosky atmosférického vstupního prostoru

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

Galerie

  • Tupý válec v nízkotlakém nadzvukovém argonovém plazmatickém toku v zařízení Phedra. Zařízení Phedra, ICARE, CNRS (Viviana Lago).

  • Sférický model interagující s CO2 / N2 „Mars“ jako plazmový nízkotlaký nadzvukový tok. Zařízení Phedra, ICARE, CNRS (Viviana Lago).

  • Model kapsle interagující s CO2 / N2 „Mars“ jako plazmový nízkotlaký nadzvukový tok. Zařízení Phedra, ICARE, CNRS Viviana Lago).

Reference

  1. ^ ICARE Laboratory, CNRS, Orléans
  2. ^ MERIL, evropská platforma zařízení
  3. ^ Ndiaye, Abdoul; Lago, Viviana (2011). „Vyšetřování optické spektroskopie plazmových trysek N2 – CH4 simulujících atmosférické vstupní podmínky Titanu“. Věda a technologie plazmových zdrojů. 20 (1): 015015. doi:10.1088/0963-0252/20/1/015015.
  4. ^ Lago, Viviana (2006). „Elektronové a vibrační teploty v hypersonických plazmových tryskách CO2 – N2“. Věda a technologie plazmových zdrojů. 16 (1): 139–148. doi:10.1088/0963-0252/16/1/019.
  5. ^ Lago, Viviana (2012). "Experimentální výzkum modifikace tokových polí nadzvukových plazmat magnetickými poli". 18. konference AIAA / 3AF International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference. AIAA: 5869. doi:10.2514/6.2012-5869. ISBN  978-1-60086-931-0.
  6. ^ Lago, Viviana (2015). "Měření záření při nízkém tlaku a vysoké entalpii proudí z VUV do blízké oblasti IR". 20. konference AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference. AIAA. doi:10.2514/6.2015-3516. ISBN  978-1-62410-320-9.
  7. ^ Joussot, Romain; Coumar, Sandra; Lago, Viviana (2015). "Plazma pro vysokorychlostní řízení toku". AerospaceLab. ONERA (10). doi:10.12762 / 2015.AL10-04.