[/caption]
V poskusu je bila ena od zunanjih toplotnih ploščic vesoljskega shuttlea Discovery namerno spremenjena in nadzorovana med hitrim vračanjem shuttlea na Zemljo v soboto. Podatki so bili zbrani za pomoč pri razumevanju pretoka zraka in zagotovili informacije za inženirje, ki načrtujejo toplotni ščit za vesoljsko plovilo Orion. Ena ploščica na dnu levega krila shuttlea, približno 10 metrov za vodilnim robom, je vključevala 0,25 palca visok greben, za katerega se je pričakovalo, da bo povzročil pretok zraka iz gladkega v turbulenten, kar bo povzročilo dvig temperature ploščic zadaj. spremenjena ploščica. Letalo mornarice je letelo pod Discoveryjem, ko se je vračalo domov in spremljalo shuttle z infrardečo kamero. Kaj je pokazal eksperiment?
Inženirji so želeli bolje razumeti, kako lahko gladek, laminarni zračni tok, ki zagotavlja tanko plast izolacije med maksimalnim segrevanjem, spremeni v moten, turbulenten tok - imenovan prehod mejne plasti - kar lahko povzroči dvig temperature navzdol, kar lahko vpliva na aerodinamiko in povzroči poškodbe.
Letalo mornarice P-3 Orion, ki je letelo nad Mehiškim zalivom, je posnelo infrardeče slike spodnje strani shuttlea, ko se je orbiter upočasnil na približno 8,5-kratno hitrost zvoka. Podatki o temperaturi in infrardeči posnetki so potrdili, da je spremenjena ploščica spremenila pretok zraka. Izolacijska plast zraka se je med 12 in 14 mahom spremenila v turbulentno. To pa je povzročilo dvig temperature spodnjih strešnikov, vendar ne toliko, kot je bilo pričakovano.
Kako je izgledala spremenjena ploščica. Zasluge: NASA
Ploščice na tem področju krila običajno doživijo najvišje temperature 815-870 stopinj C (1.500 do 1.600 stopinj F), ko je zračni tok ponovnega vstopa čez krilo gladek. Preliminarni podatki, ki jih je prejela NASA, kažejo, da je bila najvišja temperatura, ki jo je doživela 'protuberantna ploščica', okoli 1090 stopinj C (2000 F), kar je nekoliko manj od pričakovane. Če so te meritve potrjene, lahko inženirji zahtevajo nekoliko večjo izboklino za prihodnji let.
Kar zadeva veliko območje turbulence, ki ga vidimo na zgornji sliki P-3, so inženirji povedali, da slika verjetno odraža 'tipičen' prehod mejne plasti shuttle med največjim segrevanjem.
Inženirji so poročali, da je izbočena ploščica na vzletno-pristajalni stezi po pristanku Discoveryja videti normalno in nepoškodovana, čeprav so bile na več spodnjih ploščicah vidne površinske oznake. Takšnih oznak ni bilo opaziti na ploščicah za štrlečim polnilom vrzeli, ki so ga opazili med pregledom v orbiti na enem od Discoveryjevih elevonov.
Prehod shuttlea iz gladkega v turbulenten tok se zgodi naravno, ko se vesoljsko plovilo upočasni, običajno pri hitrostih okoli 8 macha ali osemkratnih hitrostih zvoka, približno 20 minut po začetku vstopa v atmosfero. V nekaterih primerih pa lahko pride do prehoda prej kot zaradi hrapavosti površine ali okvar toplotnega ščita.
Območje povečanega ogrevanja na Discoveryju. Zasluge: NASA
Na primer, štrleč distančnik za ploščice, imenovan 'polnilo vrzeli', se lahko med zagonom otrese in se razširi navzgor v zračni tok, kar sproži zgodnji, asimetričen prehod mejne plasti med ponovnim vstopom. Ko se to zgodi, lahko vpliva na aerodinamiko shuttlea in ploščice navzdol so lahko izpostavljene močnejšemu segrevanju.
Med misijo shuttle STS-28 leta 1989 se je mejna plast 'spotaknila' 15 minut po vstopu, pri približno 18 machah. Med misijo shuttle STS-50 leta 1992 se je ena stran trebuha shuttlea zavila več kot minuto pred drugo. stran, kar je povzročilo spremembo aerodinamike, ki je spodbudila vhode za krmiljenje leta avtopilota.
Ta poskus, ki bi lahko privedel do izboljšane zasnove toplotnega ščita za vesoljsko plovilo Orion, ki bo pripeljal astronavte na ISS in Luno, skupaj z zagotavljanjem vpogleda v aerodinamiko shuttlea.
vir: CBS News