Ushbu tadqiqot Mach 8 atrofidagi uzoq davom etuvchi gipertovushli parvozda juda yuqori aerotermik yuklarga duchor bo‘ladigan raketa old korpusini qanday himoya qilish mumkinligini haqiqiy parvoz tajribasi asosida o‘rganadi. DLRning STORT loyihasi doirasida ishlab chiqilgan, uzunligi 1,5 metr bo‘lgan ilmiy yuk old korpusi yuqori haroratga chidamli uglerod/uglerod-kremniy karbid (C/C-SiC) keramika matritsali kompozit qismlar bilan qoplangan. Dizaynning asosiy maqsadlaridan biri gipertovushli oqimda mahalliy qizishni kuchaytirishi mumkin bo‘lgan bolt kallaklari, keskin tutashuvlar va ortiqcha panel tirqishlarini hosil qilmasdan imkon qadar silliq aerodinamik sirt yaratishdir.

Shu sababli old korpus faqat beshta asosiy C/C-SiC qismga ajratilgan: yaxlit burun bloki va uning ortida A, B, C hamda D deb nomlangan to‘rtta o‘qqa nisbatan simmetrik yopiq qobiq. To‘rtta qobiq ho‘l filament o‘rash usuli bilan ishlab chiqarilgan; minimal 5 mm devor qalinligi uchun 12 ta o‘rash qatlami qo‘llangan. O‘rtacha tola o‘rash burchagi taxminan 45° qilib tanlangan va har bir segment geometriyasiga qarab mahalliy burchak o‘zgartirilgan. C/C-SiC qobiq bilan ichkaridagi alyuminiy tayanch tuzilma orasidagi katta harorat farqi keltirib chiqaradigan kuchlanishlarni kamaytirish uchun CMC va Inconel 600 qismlarini birlashtiruvchi maxsus “double-L” birikma ishlab chiqilgan.

Termik chekli elementlar tahlilida parvoz trayektoriyasiga bog‘liq aerodinamik qizish modellashtirilgan. Hisoblarga ko‘ra, 220–230 soniya atrofida burunning turg‘unlik nuqtasidagi konvektiv issiqlik oqimi taxminan 4 MW/m² ga yetadi, boshqa segmentlarda esa taxminan 0,2–0,5 MW/m² oralig‘ida qoladi. Burun uchidagi harorat taxminan 180-soniyadan boshlab C/C-SiC uchun passiv–aktiv oksidlanish o‘tishi bilan bog‘liq 1900 K darajasidan oshishi kutilgan, orqaroqdagi CMC qobiqlar esa taxminan 1200–1500 K oralig‘ida qolishi hisoblangan. Shunga qaramay, tadqiqotchilar baholagan maksimal burun materiali yo‘qotilishi atigi taxminan 0,06 g ni tashkil etadi.

Eng kritik konstruktiv tahlilda 217,9-soniyadagi harorat maydoni 10° hujum burchagi uchun hisoblangan assimetrik aerodinamik bosim yuki bilan birga qo‘llangan. C/C-SiC komponentlaridagi eng yuqori kuchlanish nisbati 0,87 deb topilgan; shu bois qo‘llanilgan ruxsat etilgan material kuchlanishiga nisbatan barcha kritik CMC komponentlarida %10 dan ortiq xavfsizlik zaxirasi saqlangan. Haqiqiy STORT parvoziga o‘rnatilgan termoparalar natijalari bilan taqqoslanganda, burun hududidagi sonli bashoratlar parvoz ma’lumotlariga ayniqsa yaxshi yaqinlashgani, qobiq segmentlarida esa chegara qatlamining laminar holatdan turbulent holatga o‘tishi kabi soddalashtirilgan modelda to‘liq ifodalanmagan ta’sirlar sabab farqlar kattalashgani ko‘rilgan.

Turkiya nuqtayi nazaridan mazmuni: Tadqiqot Turkiyadagi muayyan raketa tizimiga bevosita qo‘llash mumkin bo‘lgan tayyor C/C-SiC dizaynini taqdim etmaydi. Biroq qayta foydalaniladigan raketa bosqichlari, gipertovushli tajriba apparatlari va atmosferaga qayta kirish tizimlarini ishlab chiqishda faqat yuqori haroratga chidamli material tanlashning o‘zi yetarli emasligini; aerodinamik sirt geometriyasi, kompozit ishlab chiqarish usuli, issiqlik kengayishidagi nomuvofiqlik, biriktiruvchi elementlar, izolyatsiya, CFD/FEM yuklari va haqiqiy parvoz o‘lchovlarini birgalikda ko‘rib chiqish zarurligini yaqqol ko‘rsatadi. Turkiyada shunga o‘xshash tizim ishlab chiqilsa, apparat geometriyasi, haqiqiy trayektoriya, material ishlab chiqarish usuli, birikma dizayni va termik chegara shartlari uchun mustaqil hisob-kitob hamda eksperimental/parvoz orqali tasdiqlash talab etiladi.

Nega gipertovushli raketa uchun maxsus issiqlik himoyasi kerak?

Gipertovushli parvozda apparat atrofida kuchli zarba to‘lqinlari hosil bo‘ladi. Oqim kinetik energiyasining juda qisqa masofalarda ichki energiyaga aylanishi old korpus va stabilizatorlarning old qirralari kabi hududlarda nihoyatda yuqori issiqlik oqimlarini yuzaga keltirishi mumkin. Shu bilan bir vaqtda aerodinamik bosim yuklari va yuqori harorat kimyosi ham konstruksiyaga ta’sir qiladi.

Klassik ablativ issiqlik himoya tizimlarida sirt materiali nazoratli ravishda sarflanib, energiya chiqarib yuboriladi. Biroq aerodinamik shaklni saqlash yoki qayta foydalanish talab etilganda material yo‘qotilishiga asoslangan yondashuv har doim ham mos kelmaydi. Shu sababli STORT tadqiqoti juda yuqori haroratlarda konstruktiv yaxlitligini saqlay oladigan C/C-SiC keramika matritsali kompozitlarga e’tibor qaratadi.

Manba tadqiqotida C/C-SiC uchun taxminan 2 g/cm³ darajasidagi past zichlik, yuqori haroratga chidamlilik va taxminan 1900 K dan yuqorida passiv oksidlanishdan aktiv oksidlanishga o‘tish ehtimoli ta’kidlanadi.

STORT qanday parvoz apparati?

STORT tajriba apparati uch bosqichli zondlovchi raketadir. Birinchi bosqich S31, ikkinchi bosqich S30 va uchinchi bosqich Improved Orion dvigatelidan iborat. Ilmiy yuk uchinchi bosqichning oldida joylashgan va tadqiqotda ko‘rib chiqilgan C/C-SiC old korpus ushbu ilmiy yukning eng oldingi issiqlik himoya tuzilmasidir.

Rejalashtirilgan missiyada bosqichlar yonishi orasidagi uzoq erkin uchish fazalari apparatning parvoz yo‘li burchagini kamaytiruvchi gravitatsion burilishlarni amalga oshirishi va gipertovushli rejimda uzoqroq qolishi uchun ishlatilgan. Rejalashtirilgan trayektoriya qismida apparat uchun Mach taxminan 8 sharoitida 110 s atrofidagi davomiylik ko‘rsatilgan. Tadqiqot kirish qismida esa loyiha Mach 8 dan yuqorida ikki daqiqadan ortiq qolishni maqsad qilgani aytiladi; manba ichidagi bu ikki vaqt ifodasi bir-biriga aylantirilmasdan saqlanishi kerak.

Haqiqiy parvoz nega rejalashtirilganidan farq qildi?

Parvoz ma’lumotlari rejalashtirilgan trayektoriya bilan taqqoslanganda haqiqiy gipertovushli davomiylik qisqaroq bo‘lgani aniqlangan. Tadqiqotchilar bunga uchinchi bosqichning tasodifan kech yoqilganini sabab qilib ko‘rsatadi. Kechikish apparatning pastroq balandlikda uchishiga, katta aerodinamik qarshilikka duch kelishiga va kuchliroq sekinlashishiga olib kelgan.

Bu hodisa tadqiqot uchun ayniqsa qimmatlidir; chunki sonli termik model faqat ideal rejalashtirilgan trayektoriya bilan emas, keyinchalik haqiqiy parvoz trayektoriyasi bilan ham ishlatilgan va o‘lchangan haroratlar bilan taqqoslangan.

Nega old korpus faqat beshta CMC qismga ajratildi?

STORT old korpusi taxminan 1,5 m uzunlikda. Avvalgi SHEFEX II tajribasida ko‘p sirtli TPS tuzilmasining qirra hududlarida mahalliy harorat oshishlari kuzatilgani STORT dizaynida yanada silliq tashqi geometriyaga o‘tishga sabab bo‘lgan.

Shu sababli C/C-SiC himoya tuzilmasi:

• bir bo‘lakli yaxlit burun bloki,
• Segment A,
• Segment B,
• Segment C,
• Segment D

bo‘lib, jami besh qismga ajratilgan.

Burun uchida sferik geometriyaning radiusi atigi 2,5 mmdir. Yaxlit burun blokining sezilarli massasi turg‘unlik hududida issiqlik yutgich vazifasini ham bajaradi.

Qobiqlar orasida issiqlik kengayishini qoplash uchun taxminan 1–1,5 mm bo‘shliq qoldirilgan, biroq tashqi sirtni silliq saqlash uchun ushbu bo‘shliqlar yuqori haroratga chidamli yumshoq grafit asosli pasta bilan yopilgan.

C/C-SiC qobiqlar qanday ishlab chiqariladi?

Tadqiqotchilar aylanishga simmetrik qobiqlarni ishlab chiqarishda ho‘l filament o‘rashni suyuq kremniy infiltratsiyasi (LSI) asosidagi C/C-SiC ishlab chiqarish jarayoni bilan birlashtirgan.

Verianla Live: Ushbu ko‘rinish faqat yuqoridagi ko‘rinadigan ma’lumotlar jadvalidan yaratiladi; jadval ilmiy source-of-truth sifatida saqlanadi.

Nega tola o‘rash burchaklari doimiy emas?

Kompozit qobiqda tolalar yo‘nalishi mexanik xatti-harakatga bevosita ta’sir qiladi. Tadqiqotda radial va aksial yuklar o‘rtasida muvozanat yaratish uchun o‘rtacha taxminan 45° o‘rash burchagi tanlangan. Biroq geometriya sababli haqiqiy o‘rash burchagi har bir segmentda o‘zgaradi.

O‘rash dasturlari CADWIND yordamida yaratilgan. T800 uglerod tolasi va DLR JK60 deb belgilagan fenolik smola ishlatilgan. Barcha qobiqlarda kamida 5 mm devor qalinligini olish uchun 12 ta o‘rash qatlami qo‘llangan.

“Double-L” birikma nega ishlab chiqildi?

Eng katta dizayn muammolaridan biri tashqaridagi juda issiq C/C-SiC qobiqni ancha past haroratda qolishi kerak bo‘lgan metall tayanch tuzilma bilan birlashtirishdir. Juda qattiq to‘g‘ridan-to‘g‘ri birikma qo‘llansa, ikki materialning turlicha termik kengayishi keramika komponentida katta kuchlanishlar keltirib chiqarishi mumkin.

Boshqa tomondan, tashqi sirtda bolt yoki parchin kallaklari bo‘lishi gipertovushli oqimni buzib, mahalliy issiqlik oqimini oshirishi mumkin. Shu sababli birikma butunlay tashqi sirt ortida joylashtirilgan.

Yechim L shaklidagi ikki qismdan iborat:

• ishlab chiqarish vaqtida C/C-SiC qobiqning ichki sirtiga integratsiya qilinadigan CMC kronshteyn,
• CMC kronshteynni alyuminiy ichki tuzilma bilan bog‘laydigan yupqa va egiluvchanroq Inconel 600 kronshteyn.

Metall L qismining elastikligi termik kengayishning katta qismini deformatsiya orqali qabul qilib, mo‘rtroq CMC kronshteynda yuzaga keladigan kuchlanishni kamaytiradi. Birikma ishlab chiqarish va montaj toleranslarini sozlashga ham yordam beradi.

Segment B, C va D da qobiqning old va orqa aylanasiga ko‘plab double-L birikmalar taqsimlangan. Segment A ning burun bilan tutashuvida esa boshqa yechim qo‘llangan; CMC disk to‘rtta keramika M10 vint va pinlar yordamida burun blokiga ulangan.

Ichki alyuminiy tuzilma issiqlikdan qanday himoyalanadi?

C/C-SiC qobiq bilan alyuminiy ichki tuzilma orasiga polikristall jun issiqlik izolyatsiyasi joylashtirilgan. Termik modelda siqilgan izolyatsiya uchun 120 kg/m³ zichlik ishlatilgan.

Hisoblarga ko‘ra, izolyatsiyaning alyuminiy tuzilma tomon qaragan ichki sirti parvozning katta qismida past haroratda qoladi. Biroq eng oldingi Segment A hududida taxminan 240-soniya atrofida harorat 450 K dan yuqoriga ko‘tarilishi mumkinligi bashorat qilingan. Manba tadqiqoti bu haroratni ishlatilgan alyuminiy qotishmasida mexanik mustahkamlik taxminan %25 pasaya boshlaydigan mos yozuvlar darajasi bilan bog‘laydi.

Termik yuk qanday hisoblangan?

Termik tahlil ANSYS Mechanical muhitida vaqtga bog‘liq chekli elementlar usuli bilan bajarilgan. Tashqi sirtga ta’sir qiluvchi konvektiv issiqlik oqimi:

\[ \dot q_c=h(T_r-T_w) \]

ifodasi bilan aniqlangan. Bu yerda \(h\) issiqlik uzatish koeffitsiyentini, \(T_r\) chegara qatlamining tiklanish haroratini va \(T_w\) devor haroratini bildiradi.

Tashqi sirtdan atrof-muhitga radiatsion issiqlik yo‘qotilishi ham hisobga olingan va CMC uchun o‘rtacha emissivlik 0,85 qilib olingan.

Oqim maydonini tez hisoblash imkonini saqlash uchun old korpus turli hududlarga ajratilgan va har bir hudud uchun bir o‘lchovli analitik oqim yondashuvi qo‘llangan. Atmosfera sharoitlari COESA76 standart atmosferasi asosida hisoblangan; zarba to‘lqini va kengayish hududlarida klassik gaz dinamikasi yondashuvlaridan foydalanilgan.

Qobiq sirtlarida laminar chegara qatlami faraz qilingan. Tadqiqotchilar bu kuchli soddalashtirish ekanini ochiq aytadi, biroq rejalashtirilgan gipertovushli parvozning katta qismidagi Reynolds sonlari sabab dizayn bosqichi uchun maqbul deb baholaydi.

Issiqlik oqimi qanchalik yuqori?

Hisoblangan issiqlik oqimlari parvoz davomida doimiy emas. Birinchi va ikkinchi bosqich yonishlarida ortish, erkin uchish fazalarida kamayish kuzatiladi. Yuqori tezlikdagi tushish qismida issiqlik uzatish koeffitsiyenti yana tez ko‘tariladi.

Eng yuqori termik yuk taxminan 220–230 s atrofida yuz beradi:

Turg‘unlik nuqtasining qizishi aniq eng kritik hududdir. Shunga qaramay, C/C-SiC ning yuqori haroratga chidamliligi tufayli qobiq issiqlikning katta qismini yuqori haroratda radiatsiya orqali atrof-muhitga qayta chiqaradigan tarzda loyihalangan.

Burun uchida oksidlanish xavfi paydo bo‘ladimi?

Model burun harorati taxminan 180-soniya atrofida 1900 K darajasidan oshishini bashorat qiladi. Manbada bu harorat bosimga bog‘liq ravishda C/C-SiC materialida passiv oksidlanishdan aktiv oksidlanishga o‘tish mumkin bo‘lgan hudud sifatida ko‘riladi.

Aktiv oksidlanishda material yo‘qotilishi ortishi mumkinligi sabab burun geometriyasi o‘zgarishi ehtimoli bor. Shunga qaramay, tadqiqotchilar ayni material bo‘yicha avvalgi sinovlardan taxminan \(10^{-2}\) kg/(m²·s) darajasidagi eroziya tezligini olib, taxminan 1 cm² maydon va ko‘pi bilan 60 s davomiylik uchun:

maksimal taxminan 0,06 g material yo‘qotilishi

ni hisoblagan va STORT parvozi uchun buni e’tiborsiz darajada deb baholagan.

Burun ortidagi CMC qobiqlar harorati esa taxminan 1200–1500 K oralig‘ida qoladi.

Eng kritik mexanik yuk holati qaysi edi?

Termik kengayish va aerodinamik bosim konstruksiyaga bir vaqtda ta’sir qiladi. Tadqiqotchilar turli parvoz vaqtlarida va hujum burchaklarida yuk holatlarini hisoblab, eng kritik misol sifatida:

t = 217,9 s va hujum burchagi = 10°

holatini tanlagan.

Bu nuqtada CFD dan olingan assimetrik sirt bosimi xuddi shu parvoz vaqtiga tegishli termik tahlil harorat taqsimoti bilan birga mexanik chekli element modeliga uzatilgan.

CMC qobiqlar ortotrop material sifatida modellashtirilgan; boltli birikmalarda ishqalanish koeffitsiyenti 0,2 va vintning oldindan tortish kuchi 4500 N deb olingan.

Konstruksiya hisoblangan yuklarni ko‘tara oldimi?

Segment A ning maxsus burun birikmasida turli CMC qismlar alohida baholangan. Hisoblangan maksimal kuchlanishlar CMC kronshteyn uchun 110,1 MPa, CMC disk uchun 137,0 MPa va keramika vint uchun 156,7 MPa. Eng yuqori kuchlanish nisbati keramika vintda 0,87.

Segment B, C va D dagi CMC kronshteynlarda hisoblangan maksimal kuchlanishlar mos ravishda 127,9 MPa, 147,5 MPa va 121,4 MPa.

Tadqiqotda qo‘llanilgan taxminan 180 MPa C/C-SiC egilish mustahkamligi mezoniga ko‘ra, eng kritik CMC komponentida ham kuchlanish ruxsat etilgan qiymatdan past qolgan. Tadqiqotchilar barcha CMC elementlarida xavfsizlik zaxirasi %10 dan ortiq ekanini bildiradi.

Parvoz vaqtida harorat haqiqatan o‘lchanganmi?

Ha. Tadqiqotning eng kuchli jihatlaridan biri old korpusga o‘rnatilgan termoparalar orqali haqiqiy parvoz haroratlari olinganidir. Burun blokiga ikkita Type S va ikkita Type K termopara joylashtirilgan. TS001 sensori ehtimol integratsiya paytida shikastlangan va shu sababli parvoz ma’lumotini bermagan.

Qobiq segmentlarida esa turli aksial joylarda, aylana bo‘ylab 90° oralig‘ida Type K termoparalar qo‘llangan va sensorlarning tashqi sirtgacha nominal masofasi 2 mm qilib belgilangan. Montajdan so‘ng haqiqiy sensor joylashuvlarini aniqlash uchun kompyuter tomografiyasi skaneri ham ishlatilgan.

Sonli model haqiqiy parvozni qanchalik yaxshi bashorat qildi?

Parvoz ma’lumotlari bilan model o‘rtasidagi farq normallashtirilgan o‘rtacha kvadratik ildiz og‘ishi, NRMS, yordamida baholangan:

\[ NRMS= \frac{ \sqrt{ \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} (T_{num,i}-T_{exp,i})^2 } }{ T_{exp,max}-T_{exp,min} } \]

Verianla Live: Taqqoslash faqat manba tadqiqotining Jadval 3 dagi o‘lchov–model NRMS qiymatlaridan foydalanadi.

Eng yaxshi moslik burundagi TS002 sensorida NRMS = 0,06 sifatida olingan. Barcha burun sensorlarida farq nisbatan kichik. Qobiqlarda eng yaxshi natija Segment C da 0,19, eng katta og‘ish esa Segment A da 0,28.

Tadqiqotchilar qobiqlardagi kattaroq farqlarning muhim sabablaridan biri laminar–turbulent chegara qatlami o‘tishi ekanini baholaydi. Parvoz ma’lumotlari bir birlik uzunlikka Reynolds soni taxminan \(5\times10^6\ 1/m\) darajasidan oshganda turbulentlik ta’siri yaqqollashganini ko‘rsatgan.

Modelga kiritilmagan termik nomutanosiblik, passiv oksidlanish natijasida sirt emissivligining o‘zgarishi va termopara kontakt xatti-harakatining o‘zgarishi kabi omillar ham o‘lchov–model farqiga hissa qo‘shishi mumkin.

Shunga qaramay, tadqiqotchilar sonli harorat bashoratlari umuman olganda konservativ tomonda qolganini va model tezkor dizayn hisoblari uchun yaroqli ekanini baholaydi.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan va qo‘llab-quvvatlamaydigan natijalar

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natija: C/C-SiC qobiq, yuqori harorat izolyatsiyasi va CMC–Inconel double-L birikmasi kombinatsiyasi STORT ning ko‘rib chiqilgan gipertovushli parvoz sharoitlari uchun ham termik, ham mexanik jihatdan qo‘llash mumkin bo‘lgan old korpus TPS arxitekturasini yaratgan. Haqiqiy parvoz haroratlarini sonli bashoratlar bilan taqqoslash, ayniqsa burun hududida termik modelning yaroqliligini qo‘llab-quvvatlaydi.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan natija: Dizaynni barcha gipertovushli yoki qayta foydalaniladigan raketalarda bevosita qo‘llash mumkinligi ko‘rsatilmagan. Tadqiqot C/C-SiC tuzilmaning cheksiz qayta foydalanish umrini isbotlamaydi; barcha chegara qatlami rejimlarini yuqori aniqlikda yechmaydi; barcha mexanik yuk holatlarini fizik sinish sinovlari bilan tasdiqlamaydi; 1900 K dan yuqoridagi uzoq muddatli oksidlanish xatti-harakatini ushbu parvozda har tomonlama tavsiflamaydi. Natijalar STORT geometriyasi, materiali, birikma dizayni va parvoz sharoitlari kontekstida baholanishi kerak.

Usul va natijalar

Material va tuzilma

Termik model

ANSYS Mechanical muhitida vaqtga bog‘liq termik FEM tahlili bajarilgan. C/C-SiC uchun ortotrop va haroratga bog‘liq termofizik xususiyatlar qo‘llangan. Modelda C/C-SiC zichligi 1900 kg/m³, izolyatsiya zichligi 120 kg/m³ deb olingan.

Tashqi sirt chegara shartlarida:

• konvektiv issiqlik oqimi,
• 0,85 emissivlik bilan radiatsion issiqlik yo‘qotilishi,
• CMC–izolyatsiya issiqlik kontakti

hisobga olingan. Izolyatsiyaning ichki va yon sirtlarida adiabatik chegara sharti qo‘llangan.

Aerotermik modelning soddalashtirishlari

Oqim maydoni yuqori aniqlikdagi vaqtga bog‘liq CFD o‘rniga old korpus geometriyasi qismlarga ajratilgan bir o‘lchovli analitik model bilan hisoblangan. Supersonik rejimda konussimon zarba va Prandtl–Meyer kengayish yechimlari, turg‘unlik hududida normal zarba modeli ishlatilgan.

Qobiqlardagi issiqlik uzatish koeffitsiyenti laminar tekis plastina korrelyatsiyasini Mangler transformatsiyasi orqali o‘qqa nisbatan simmetrik korpusga moslashtirish asosida hisoblangan. Bu yondashuv dizayn bosqichida tezkor, biroq turbulentlikka o‘tishni bevosita yechmagani uchun parvoz ma’lumotlari bilan farq paydo bo‘lishiga sabab bo‘lishi mumkin.

Asosiy termik natijalar

Mexanik model

Statik mexanik FEM tahlili ANSYS Mechanical 2020 R2 yordamida bajarilgan. Segmentlar mexanik o‘zaro ta’siri cheklangan degan faraz bilan alohida modellashtirilgan. CMC–metall birikmalarda batafsil ishqalanishli kontakt aniqlangan, ishqalanish koeffitsiyenti 0,2 va vintning oldindan tortish kuchi 4500 N sifatida qo‘llangan.

Eng kritik yuk holati 217,9 s va 10° hujum burchagida aerodinamik bosim + harorat yukining birikmasi sifatida aniqlangan.

Asosiy mexanik natijalar

Eng kritik hisoblangan nisbat 0,87; shu sababli tadqiqot barcha CMC birikma komponentlarida %10 dan ortiq xavfsizlik zaxirasi borligini bildiradi.

Parvoz orqali tasdiqlash

Haqiqiy parvoz trayektoriyasi termik modelga qayta qo‘llangan va natijalar CMC tuzilmaga joylashtirilgan termoparalar bilan taqqoslangan. Eng past NRMS qiymati burundagi TS002 uchun 0,06, baholangan eng yuqori NRMS esa Segment A dagi TK005 uchun 0,28.

Burundagi sonli va eksperimental harorat egri chiziqlarining umumiy mosligi qoniqarli deb topilgan. Qobiq segmentlaridagi farqlarning kattaroq bo‘lishi, ayniqsa bir o‘lchovli oqim modeli va to‘liq laminar chegara qatlami farazining chegaralarini ko‘rsatadi.

Manba va usul haqida izoh

To‘liq asl tadqiqot nomi: Thermo-Mechanical Design of the C/C-SiC-Based Thermal Protection Structure for the Forebody of the Hypersonic Sounding Rocket STORT

Mualliflar va asl tartibi: Giuseppe Daniele Di Martino; Thomas Reimer; Luis Baier; Lucas Dauth; Dorian Hargarten; Ali Gülhan.

Mas’ul muallif: Giuseppe Daniele Di Martino.

Teng hissa/teng birinchi muallif: Manbada bunday bayonot mavjud emas.

Muassasalar: DLR Institute of Structures and Design, Stuttgart, Germany; DLR Space Operations and Astronaut Training, Weßling, Germany; DLR Institute of Aerodynamics and Flow Technology, Cologne, Germany.

Jurnal: Aerospace.

Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland.

Jild / son / maqola: 13 / 3 / 278.

DOI: 10.3390/aerospace13030278.

Nashr jarayoni: 6 Fevral 2026 da qabul qilingan, 13 Mart 2026 da qayta ko‘rib chiqilgan, shu kuni qabul qilingan va 16 Mart 2026 da nashr etilgan.

Manba turi va hakamlik holati: Hakamlikdan o‘tgan tadqiqot maqolasidir. Dizayn, ishlab chiqarish, chekli elementlar tahlili va haqiqiy STORT parvozida harorat o‘lchovlarini qisman termik model tasdig‘i bilan birga qamrab oladi.

Avvalgi ish bilan bog‘liqligi: Maqola “Structure Design of a Sounding Rocket Fairing with a Segmented Filament Winding-Ceramic Matrix Composite Thermal Protection System” nomli, 11–15 Sentabr 2022 da Brugge, Belgiya shahridagi 2nd International Conference on High-Speed Vehicle Science Technology tadbirida taqdim etilgan ishning qayta ko‘rib chiqilgan va kengaytirilgan versiyasidir.

Rasmiy havola:https://doi.org/10.3390/aerospace13030278

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY) ochiq kirish litsenziyasi.

Moliyalashtirish: STORT tadqiqot loyihasi va parvoz tajribasi DLR Program Directorate for Space Research and Development tomonidan moliyalashtirilgan.

Ma’lumotlarning mavjudligi: Tadqiqotchilar ishning asl hissalari maqola ichida mavjudligini va qo‘shimcha savollar mas’ul muallifga yo‘naltirilishi mumkinligini bildiradi.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar manfaatlar to‘qnashuvi haqida xabar bermagan.

Ilmiy usul chegarasi: Tadqiqot haqiqiy gipertovushli parvoz tajribasini o‘z ichiga olsa-da, barcha konstruktiv natijalar parvoz vaqtida bevosita o‘lchanmagan. Mexanik xavfsizlik bahosi asosan FEM natijalariga tayangan. Haqiqiy parvoz o‘lchovlari, asosan, C/C-SiC komponentlaridagi harorat xatti-harakatini baholash va termik modelni qisman tasdiqlashga xizmat qilgan.

Aerotermik model chegarasi: Tashqi oqim butun parvoz davomida yuqori aniqlikdagi vaqtga bog‘liq CFD bilan yechilmagan; tezkor 1D analitik yondashuv qo‘llangan. Ayniqsa laminar–turbulent o‘tishdagi farqlar parvoz o‘lchovlari bilan taqqoslashda ko‘rinadi.

Oksidlanish chegarasi: 1900 K dan yuqoridagi burun materiali yo‘qotilishi parvozda bevosita massa o‘lchovi bilan aniqlanmagan; avvalgi material sinovlaridagi eroziya tezliklarini ushbu missiya sharoitlariga qo‘llash orqali taxminan 0,06 g deb baholangan.

Manba ichidagi vaqtga oid izoh: Tadqiqot kirishida STORT ning Mach 8 dan yuqorida ikki daqiqadan ortiq qolish maqsadi tilga olinadi, rejalashtirilgan trayektoriya bo‘limida esa Mach taxminan 8 sharoitida 110 s ko‘rsatiladi. Ushbu Verianla matni ikki ifodani bitta yangi qiymatga birlashtirmagan.

Haqiqiy parvozga oid izoh: Uchinchi bosqich kech yoqilgani sabab haqiqiy yuqori-Mach parvoz davomiyligi rejalashtirilganidan qisqaroq bo‘lgan. Bu og‘ish termik modelni haqiqiy parvoz trayektoriyasi bilan alohida ishga tushirish imkonini bergan.

Sensor chegarasi: Burundagi TS001 termopara shikastlangani uchun parvoz ma’lumotini bermagan. Parvoz–model taqqoslashi ishlagan sensorlardan olingan ma’lumotlar asosida bajarilgan.

Ushbu Verianla izohidagi ilmiy natijalar faqat ko‘rib chiqilgan tadqiqotga asoslanadi. Tashqi tekshiruv faqat bibliografik identifikatsiya, DOI va jurnalning hakamlikdan o‘tgan nashr maqomini tasdiqlash uchun ishlatilgan; ishga tashqi manbalardan yangi ishlash yoki material topilmalari qo‘shilmagan.