Messa a punto e prove di una sonda in grafite per la caratterizzazione di una galleria ad arco per la simulazione del rientro atmosferico

Nelle maggior parte delle gallerie ad arco si fa passare l'azoto attraverso l'arco elettrico e si inietta l'ossigeno nel miscelatore a valle dell'arco in modo da riprodurre le proprietà  dell'aria per una corretta simulazione della corrente. Di solito la miscelazione puಠavvenire in modo radiale (transverse) o tangenziale (swirl). La questione che si pone ਠsull'uniformità  delle proprietà  termofluidodinamiche e della composizione chimica del plasma, in particolare ci si domanda se l'azoto e l'ossigeno hanno sufficiente tempo per miscelarsi in modo tale da approssimare adeguatamente un plasma di aria. La teoria della combustione su barre sottili di grafite mostra che la velocità  della combustione stazionaria su tali corpi dipende dalle condizioni locali della corrente e dalla concentrazione dell'ossigeno che impatta il corpo. Dalle condizioni locali della corrente (entalpia totale e pressione) e dalla misura del consumo della barra di grafite possiamo, in linea di principio, determinare la distribuzione dell'ossigeno nella corrente. La metodologia adottata ਠstata quella di utilizzare barre di grafite in galleria supersonica SPES e osservare il fenomeno tramite strumenti di misura della temperatura quali pirometro e termografo, utilizzare una bilancia elettronica per la valutazione del peso, un calibro per le misure dimensionali, e un microscopio ottico per la valutazione della superficie della barra di grafite. Tramite un programma creato ad hoc per il fenomeno studiato sono state implementate la teoria di Pope per la valutazione delle entalpie della corrente all'uscita dell'ugello della galleria, la teoria di Sakurai sulla Blast Wave per la valutazione del profilo di pressione sul corpo, la teoria di Stanton per la valutazione del flusso termico, la teoria di Miller&Sutton e quella di Makino per la valutazione della concentrazione dell'ossigeno.