مخروط الأنف

المخروط الأنفي هو الجزء الأمامي المخروطي الشكل من الصاروخ أو الصاروخ الموجه أو الطائرة ، وهو مصمم لتعديل سلوك تدفق الهواء القادم وتقليل مقاومة الهواء . كما تُستخدم المخاريط الأنفية في المركبات المائية المغمورة مثل الغواصات والطوربيدات ، وفي المركبات البرية عالية السرعة مثل سيارات الصواريخ والدراجات الهوائية .

في مركبة صاروخية شبه مدارية، يتكون الجزء الأمامي من حجرة أو حجرات يمكن فيها حمل الأجهزة أو الحيوانات أو النباتات أو المعدات المساعدة، وسطح خارجي مصمم لتحمل درجات الحرارة العالية الناتجة عن التسخين الديناميكي الهوائي . وقد أُجري جزء كبير من الأبحاث الأساسية المتعلقة بالطيران فائق السرعة بهدف ابتكار تصاميم عملية للجزء الأمامي من المركبة الفضائية ومركبات إعادة دخول الصواريخ الباليستية العابرة للقارات إلى الغلاف الجوي .

في مركبة إطلاق الأقمار الصناعية ، قد يصبح مخروط الأنف هو القمر الصناعي نفسه بعد انفصاله عن المرحلة النهائية من الصاروخ، أو قد يستخدم كغطاء حمولة لحماية القمر الصناعي حتى خروجه من الغلاف الجوي، ثم ينفصل (غالبًا إلى نصفين) عن القمر الصناعي.

في الطائرات التجارية، يُعتبر غطاء مقدمة الطائرة بمثابة غطاء راداري يحمي رادار الطقس من القوى الديناميكية الهوائية.

يجب اختيار شكل مخروط الأنف لتقليل مقاومة الهواء إلى أدنى حد، لذا يُستخدم جسم دوراني يُقلل مقاومة الحركة إلى أدنى حد. تتضمن المقالة الخاصة بتصميم مخروط الأنف الأشكال والصيغ الممكنة.

نظراً لدرجات الحرارة القصوى، يجب تصنيع مخاريط الأنف المستخدمة في التطبيقات عالية السرعة (مثل السرعات فوق الصوتية أو دخول المركبات المدارية إلى الغلاف الجوي ) من مواد مقاومة للحرارة . يُعد الكربون المُحلل حرارياً أحد الخيارات، بينما تُعد مركبات الكربون المُقوى أو سيراميك HRSI من الخيارات الشائعة الأخرى. وتتمثل استراتيجية تصميم أخرى في استخدام دروع حرارية قابلة للتآكل ، والتي تُستهلك أثناء التشغيل، مما يُساعد على التخلص من الحرارة الزائدة. تشمل المواد المستخدمة في هذه الدروع، على سبيل المثال، الكربون الفينولي ، ومركب بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان مع حشو السيليكا وألياف الكربون ، أو خشب البلوط كما هو الحال في بعض مركبات إعادة الدخول الصينية بتقنية اللحام الاحتكاكي بالتحريك . ^{[ 1 ]}

بشكل عام، تتعارض القيود والأهداف الخاصة بإعادة الدخول إلى الغلاف الجوي مع تلك الخاصة بتطبيقات الطيران عالية السرعة الأخرى؛ أثناء إعادة الدخول، يتم استخدام شكل إعادة دخول حاد ذو مقاومة عالية بشكل متكرر، مما يقلل من انتقال الحرارة عن طريق إنشاء موجة صدمية تبتعد عن المركبة، ولكن قد تسمح بعض المواد ذات درجات الحرارة العالية جدًا بتصميمات ذات حواف أكثر حدة.

بالنظر إلى مشكلة التصميم الديناميكي الهوائي لمقدمة أي مركبة أو جسم مصمم للتحرك عبر وسط سائل قابل للانضغاط (مثل الصواريخ أو الطائرات أو المقذوفات )، تبرز مشكلة هامة تتمثل في تحديد الشكل الهندسي الأمثل لهذه المقدمة لتحقيق الأداء الأمثل. في العديد من التطبيقات، تتطلب هذه المهمة تحديد شكل مجسم دوراني يُظهر أقل مقاومة ممكنة للحركة السريعة عبر هذا الوسط السائل، الذي يتكون من جزيئات مرنة.

• غطاء الطائرة
• أنف متدلي (علم الطيران)
• مخروط المدخل
• غطاء الحمولة
• رصاصة الأنف