德克萨斯大学阿灵顿分校的航空航天工程师正在与亚利桑那大学和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员合作,了解如何最好地重现与飞行相关的高超音速条件。
航空航天工程教授兼UTA空气动力学研究中心(ARC)主任LucaMaddalena和航空航天工程助理教授VijayGopal将获得海军研究办公室提供的210万美元拨款中的70万美元,用于在该大学的弧线中进行测试-喷射风洞。
亚利桑那大学是该拨款的牵头机构,它开发了用于高超音速飞行器的先进热防护材料(TPS),三所大学将使用不同的方法对其进行测试:
UTA团队将使用电弧喷射测试这些材料,其中气体被加热到极热的温度并通过电极之间的连续电弧膨胀以产生超音速/高超音速。这个过程可以产生超过太阳表面温度(约10,000开氏度)的气体温度。需要进行电弧喷射测试,以测试高超音速飞行器使用认证所需水平的材料。
亚利桑那州的科学家将使用氧乙炔焊枪,它类似于焊枪,是一种广泛用于早期开发阶段筛选材料的技术。
伊利诺伊州团队将使用等离子管测试TPS材料,等离子管将微波能量集中到特定点。
在每个级别的测试中,团队将寻找趋势、相似性和差异,这些趋势、相似性和差异可能表明材料的性能是否有前途、一致且适合在高超音速下使用。
“海军确实希望我们帮助了解TPS材料的反应、趋势以及在新TPS材料的开发过程中逐步使用的各种测试方法之间的差异,从早期筛选阶段到电弧喷射测试和鉴定阶段,”马达莱娜说。“这些知识将有助于更快地开发用于高超音速应用的新型关键材料,将各种级别的地面测试与相关的高超音速飞行联系起来。”
UTA拥有全国唯一由大学运营的大型电弧加热风洞,能够模拟高冲击压力和高剪切力。电弧加热风洞设施提供了唯一的地面方法,可在飞行相关持续时间下的反应流环境中模拟进入、再入和高超声速巡航期间的高超声速加热速率。
“航空航天的未来在于高超音速技术,通过此次合作,马达莱娜博士和ARC再次利用我们独特的设施,致力于开发能够承受高超音速飞行和重返大气层极端条件的材料,以确保高超音速飞行器的安全性和可靠性。”UTA机械与航空航天工程系教授兼系主任ErianArmanios说道。