پدیده‌ای به نام دم ماهی در موشک‌های ایرانی | دم ماهی چگونه شکل می‌گیرد؟
هنگامی که موشک با سرعت صوتی یا بیشتر از آن در جو زمین حرکت می‌کند، جریان هوا در اطراف آن به شدت دچار نوسان و تغییر فشار می‌شود. در این شرایط، هوای پشت موشک، به دلیل اختلاف فشار و سرعت، به شکل گردابه‌های دوار و مارپیچی درمی‌آید.
در پرتاب موشک‌های بالستیک، یکی از پدیده‌های قابل توجه که همواره توجه ناظران، تحلیل‌گران و کارشناسان هوافضا را جلب می‌کند، شکل‌گیری دود یا بخار به صورت الگوهای ماهی‌شکل یا مارپیچی در پشت موشک است.
این پدیده، که در اصطلاح علمی به آن «دم ماهی» (Fish-tail vortex) یا «ویژگی گردابه‌ای» (vortex trail) گفته می‌شود، نتیجه‌ای طبیعی از تعامل پیچیده بین جریان هوا و بدنه موشک با سرعت‌های بسیار بالا است.هنگامی که موشک با سرعت صوتی یا بیشتر از آن در جو زمین حرکت می‌کند، جریان هوا در اطراف آن به شدت دچار نوسان و تغییر فشار می‌شود. در این شرایط، هوای پشت موشک، به دلیل اختلاف فشار و سرعت، به شکل گردابه‌های دوار و مارپیچی درمی‌آید. این گردابه‌ها که به «گردابه‌های برشی» (shear vortices) نیز شناخته می‌شوند، باعث می‌شوند جریان گازها و دود خروجی از موتور موشک به صورت خطوط مارپیچی و ماهی‌شکل نمایان شود.
عوامل موثر در شکل‌گیری پدیده
سرعت موشک: هر چه سرعت موشک بیشتر باشد، جریان هوای اطراف پیچیده‌تر و گردابه‌ها شدیدتر شکل می‌گیرند.
شکل بدنه موشک: طراحی آیرودینامیکی بدنه و ویژگی‌های سطحی آن نقش مهمی در نوع و شدت گردابه‌ها دارند.
شرایط جوی: رطوبت، دما و فشار هوا در ارتفاع‌های مختلف، بر رفتار جریان هوای اطراف موشک تاثیرگذار است.
ویژگی‌های گاز خروجی: نوع سوخت، دما و فشار گازهای موتور موشک در شکل‌گیری این الگوها نقش دارند.
اهمیت مطالعه پدیده
مطالعه این گردابه‌ها و شکل‌گیری دود ماهی‌شکل برای مهندسان و دانشمندان حوزه هوافضا بسیار اهمیت دارد، چرا که:
بهینه‌سازی طراحی: شناخت بهتر جریان‌های هوایی پشت موشک به بهبود طراحی آیرودینامیکی کمک می‌کند و می‌تواند باعث کاهش مقاومت هوا و افزایش برد پروازی شود.
کاهش رد و ردیابی: الگوهای دود و گاز خروجی می‌توانند توسط سامانه‌های ردیابی و شناسایی ردیابی شوند. در نتیجه، کنترل و تغییر در این جریان‌ها می‌تواند به کاهش قابل مشاهده بودن موشک کمک کند.
تحلیل عملکرد موتور: بررسی الگوهای خروجی گازها می‌تواند اطلاعاتی درباره عملکرد موتور موشک و سوخت آن ارائه دهد.
پدیده شکل‌گیری دود ماهی‌شکل در پشت موشک‌های بالستیک یک نمونه شاخص از تاثیرات پیچیده مکانیک سیالات و آیرودینامیک در فناوری‌های پرتاب است. با پیشرفت علم و فناوری، درک عمیق‌تر این جریان‌ها به توسعه موشک‌های پیشرفته‌تر و کارآمدتر منجر خواهد شد.
نظر شما