به گزارش همشهری آنلاین، 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.
منبع: فرارو
