Plazmatronun ablatif Malzeme Test sırasında Emisyon Spektroskopik Sınır Tabaka İncelenmesi
Summary
Development of new ablative materials and their numerical modeling requires extensive experimental investigation. This protocol describes procedures for material response characterization in plasma flows with the core techniques being non-intrusive methods to track the material recession along with the chemistry in the reactive boundary layer by emission spectroscopy.
Abstract
Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution for future high-speed reentry missions. But despite the advancements made since Apollo, heat flux prediction remains an imperfect science and engineers resort to safety factors to determine the TPS thickness. This goes at the expense of embarked payload, hampering, for example, sample return missions.
Ground testing in plasma wind-tunnels is currently the only affordable possibility for both material qualification and validation of material response codes. The subsonic 1.2MW Inductively Coupled Plasmatron facility at the von Karman Institute for Fluid Dynamics is able to reproduce a wide range of reentry environments. This protocol describes a procedure for the study of the gas/surface interaction on ablative materials in high enthalpy flows and presents sample results of a non-pyrolyzing, ablating carbon fiber precursor. With this publication, the authors envisage the definition of a standard procedure, facilitating comparison with other laboratories and contributing to ongoing efforts to improve heat shield reliability and reduce design uncertainties.
The described core techniques are non-intrusive methods to track the material recession with a high-speed camera along with the chemistry in the reactive boundary layer, probed by emission spectroscopy. Although optical emission spectroscopy is limited to line-of-sight measurements and is further constrained to electronically excited atoms and molecules, its simplicity and broad applicability still make it the technique of choice for analysis of the reactive boundary layer. Recession of the ablating sample further requires that the distance of the measurement location with respect to the surface is known at all times during the experiment. Calibration of the optical system of the applied three spectrometers allowed quantitative comparison. At the fiber scale, results from a post-test microscopy analysis are presented.
Introduction
Ağustos 2012 tarihinden 6, NASA'nın Mars Bilim Laboratuarı (MSL) görevin başarıyla Mars yüzeyinde bir gezici indi. Bu gezici zaten kimya ve mineraloji analizi için otomatik numune alma sistemi içerir. kısa bir süre sonra, 12 Kasım 2014 tarihinde, robotik Avrupa Uzay Ajansı Lander Philae bir kuyruklu yıldıza ilk yumuşak iniş elde değil. Bu örnekler bir sonraki adımlar Dünya'ya güvenli bir şekilde Mars veya asteroit örnekleri iade için gerekli teknolojiler, tespit geliştirmek ve hak olacağını göstermektedir. Şu anda, ablatif malzemeler hypervelocity girişi sırasında şiddetli ısınmadan uzay kalkanlar gibi örnek dönüş misyonlar Termal Koruma Sistemi (TPS), için tek seçenek vardır. Geri kalan katı madde, araç altyapı 1,2 yalıtır iken Kimya ve ablators fiziksel ayrışma, kütle kaybı ve durgunluk içine termal enerji dönüşümü. yöntemler bu protokol boyunca sunulan, biz istiyoruztasarım belirsizlikleri azaltmak ve yeni termo-kimyasal ablasyon modelleri geliştirerek ısı kalkanı güvenilirliği artırmak devam eden çabaları yeni deneysel verilerle katkıda bulunmak.
Gezegen sondaları ve uzay araçlarının ablatif Termal Koruma Malzemesi (TPM) mühendislerin yüksek performans özellikleri elde etmek için kompozit 3,4 geniş bir yelpazede faydalanmak. TPM'ler genel ablasyon ve uygun mekanik özelliklere sahip, düşük ağırlık, yalıtım malzemesinden, bir piroliz olarak hizmet etmek üzere, katı bir ön ve bir doldurma matris oluşur. Fenolik reçine emdirilmiş karbon fiber bir preform yapılmış yüksek hızda giriş misyonlar, gözenekli hafif ablators yeni bir ailenin güncel örnekler NASA tarafından geliştirilen 5,6 PICA (fenolik emdirilmiş karbon ablator) ve Avrupa ablator Asterm 7 vardır. sanayi ile işbirliği içinde uzay ajanslarına ek olarak, çeşitli araştırma grupları akademik lev başladıEl üretimi ve yeni hafif ablators karakterize, örneğin 2,8 başvuruyor görmek için – 12.
Atmosferik girişi sırasında darbe ısıtıldı gaz gelen ısı akışının bir kısmı ısı kalkanı içine aktarılır ve yeni ürün iki mekanizma şu transforme edilir: Piroliz kademeli yaklaşık% 50 kaybederek düşük yoğunluklu gözenekli char fenolik reçine carbonizes buharlaşma yoluyla piroliz gazları üreten kütlesi. piroliz gazları difüzyon ve ayrışma neden olduğu basınç artışı ile maddenin üzerinden taşınır. Onlar üfleme ve ek kimyasal reaksiyonlar geçmesi ile ısı alışverişi için bir başka engel sağlayarak, sınır tabakası içine egzoz. Bu tür matris için fenolik reçineler gibi polimerlerin kullanımı, böylece enerji emici ve diğer bileşenler için bir bağlayıcı olarak işlev gören, bunların bir endotermik bozunma doğası yararlanır. İkinci dönüşüm fenomenikarbonize reçine ve geri kalan C-liflerinin oluşan karakter tabakasının ablasyonu vardır. Bu tamamen malzemenin durgunluk neden böyle ufalanmanın olarak heterojen kimyasal reaksiyonlar, faz değişimi ve mekanik erozyon, tarafından teşvik edilmektedir.
Malzeme modelleme 13,14 mevcut uçuş geçmiş görevleri sırasında maddi performans verileri ve çabalarına rağmen, uzay aracı ısı akışı tahmini kritik bir sorun olmaya devam etmektedir. Plazma rüzgar tünellerinin zemin testleri şu anda termal koruma malzemesi yeterlilik için tek uygun bir seçenektir. Ayrıca, yeni çoklu ölçekli malzeme yanıt modelleri dikkate malzemelerin 15,16 yeni sınıfın gözenekli mikro yapı almak için önerilmektedir. Bu modeller gelişim ve doğrulama için kapsamlı deneysel veri gerektirir.
Malzeme karakterizasyonu için kullanım tesisleri en yaygın yay ısınan <17 olan/ sup> – 20 veya indüksiyon atmosferik iniş simülasyonu için ideal deney gazı olarak hava ile yüksek gaz entalpilerini sağlamak 21,22 meşaleler, birleştiğinde. Endüktif Plazma (ICP) Coupled subsonik 1.2MW von Karman Enstitüsü (VKI) de Plazmatronun tesisin meşale basınçlarının geniş bir aralığı için bir test nesnenin durgunluk nokta sınır tabakasında atmosferik giriş Aerotermodinamik ortamını çoğaltmak mümkün ve 25 – ısı 23 akıları. Kapsamlı bir sayısal yeniden inşa prosedürü sınır tabakası ve Yerel Isı Transferi Simülasyon dayalı gerçek re-entry uçuş koşullarına zemin test verilerinin ekstrapolasyon detaylı karakterizasyonu (LHTS) kavramı 26,27 sunmaktadır.
Biz yeniden giriş uçuş iyi karakterize plazma gaz ortamı temsilcisi gözenekli bir karbon-fiber öncüsü malzeme karakterizasyonu için bir prosedür mevcut. Plazma freestream characterizayon bu protokolün bir parçası değil ama başka bir yerde 28 bulunabilir. Müdahaleci ve müdahaleci olmayan teknikler kapsamlı bir deney düzeneği sıcak plazma akışına maruz malzemenin in situ analizi için entegre edilmiştir. Bu ablasyon deneylerin sonuçları zaten sunulmuş ve yaygın bir referans 28 tartışıldı. Bu protokol ayrıntılı deneysel teknikler hakkında bilgi, tesiste kendi kurulum ve veri analizi için prosedürleri sağlamak içindir. Bu yayının hedef kitleleri çok çeşitlidir: bir yandan, bu yayın malzeme kodu geliştiricileri ve termal koruma malzemeleri mühendisler için tesisin özelliklerinin anlaşılmasını geliştirmek için deneysel yöntemler ve prosedürler daha iyi bir fikir sağlamak içindir. Öte yandan, benzer tesislerle laboratuvarların experimentalists veri üreme ve karşılaştırma için ele ve ablat veritabanı genişletmek içinDaha geniş bir ısı akışı ve basınç aralığına malzeme yanıtını ive.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokol yüksek entalpi akışlarındaki termik koruma malzemeleri reaksiyona malzeme karakterizasyonu için prosedürleri açıklar ve karbon-bağlı karbon fiber (CBCF) öncülü kesip, olmayan bir tesiriyle elde örnek sonuçlarını göstermektedir. CBCF malzemesi sunulan teknikleri nihai hedefler PICA ve Asterm düşük yoğunluklu karbon fenolik ablators, bükülmez ön çok benzer. denetim lisansları vermek için sınırlı değildir çünkü CBCF malzemenin ana avantajları, düşük fiyat ve açık kullanılabilirlik vardır. Bu diğer araştırma kurumları kolayca ham CBCF malzeme elde gibi yazarların yaklaşımının sunumu için seçildi. Bu yayının ile yazarlar diğer laboratuvarlar ile karşılaştırma kolaylaştıran, nispeten basit standart prosedüre tanımını öngörmektedir.
Çekirdek teknikleri müdahaleci olmayan bir malzeme durgunluk izlemek için yöntem ve t sondalama olanemisyon spektroskopisi ile reaktif sınır tabakası o kimya. yüksek hızlı görüntüleme uygulaması basit bir tekniktir ancak bakım kamera sistemi uyum ve beklenen yüzey parlaklığı ile alınmalıdır. birkaç mikrosaniye sırasına göre kısa bir pozlama süresi kamera sensörünün doygunluk önlemeye yardımcı olur.
Ablator durgunluk için birkaç fotogrametrik teknikler Löhle ve ark., 34, örneğin, literatürde rapor edilmiştir. Onlar yüzünden yüksek çözünürlükte bütün ablator yüzeyinin görüntüleme bizim tekniğine üstündür. Yazarlar çalışmalarımız sunulan tekniğe göre daha yüksek büyüklükte neredeyse bir sırasıdır 21 mikron çözünürlük, devlet. Ancak, fotogrametrik kurulum, kalibrasyon, ve post-processing kurulum zaman alıcı (yazarlar 1 gün / test raporu), ve iki bağımsız kamera kullanılacak varsa iki optik portlar gereklidir. yüksek n gerektiren test kampanyalarıtest numunelerinin umber bu uygulama çok pahalı olun. Bu protokol sunulan teknik kolayca ayarlanır ve post-processing mevcut sayısal araçları ile yapılabilir. Bizim teknik yerinde yüzey durgunluk aşağıdaki hedef hedefini bir araya geldi. Bizim tekniğin hassasiyeti daha optik sistemin daha yüksek bir kamera çözünürlüğü ya da daha yüksek bir odak uzunluğuna sahip arttırılabilir. Malzeme analizi yüzey ayrıntıları yüksek uzaysal çözünürlük gerektirir Ancak, biz fotogrametrik teknikler istihdam düşündürmektedir.
Bakım optik emisyon spektroskopisi (OES) için optik sistemin uyum ve kalibrasyon ile alınmalıdır. Bu teknik line-of-görme ölçümlerine sınırlıdır ve sondalama elektronik olarak uyarılmış atomların ve moleküllerin kısıtlıdır. Ama sadeliği ve yatırım yüksek getiri hala bu tür bir örnek lazer kaynaklı floresan (LIF) spektroskopi, gibi daha ayrıntılı teknikler üzerinde yönetirZor ablasyon analizi sırasında yüzeye yakın yürütmek için. LIF spektroskopisi başarıyla plazma freestream 39,40 zemin devlet türlerin popülasyonlarının araştırılması uygulanan olmasına rağmen, sınır tabakasındaki LIF ölçümleri oldukça nadirdir. Sıcak SiC numune önünde SiO ölçümleri Feigl 41 tarafından rapor edilir, ancak yüzeyleri ablasyonu için henüz yapılmamıştır. ablator her zamankinden daha uzak yüzey sınır tabakası uzun ölçüm süreleri yasaklamaktadır. Bunun dışında nedeniyle belirli bileşenleri yüksek sayıda çok pahalı LIF sistemleridir.
Ablasyon ürünleri, mekansal ve zamansal gelişimi nispeten basit emisyon spektroskopi ile gerçekleştirilebilir, bu yayın için ilgi çekmektedir. Üç düşük çözünürlüklü, geniş ürün yelpazesi spektrometre birden atomları ve ablasyon test sırasında mevcut molekülleri tespit etmek için görev yaptı. Optik tanı tezgah hafif toplama lens oluşuyordu, iki aynas ve üç spektrometre her biri için bir optik elyaf. Bu objektif tarafından odaklanmış dışında hiçbir ışık, optik fiberler ulaştı optik kurulum için önemliydi.
Bir tesiriyle malzeme çalışılan ediliyorsa, çok sayıda hidrokarbonlar örneğin Hidrojen (Balmer serisi, H a ve H p) için, yanma alevler içinde her yerde olan malzeme ile atılır, C 2 (Kuğu sistemi), CH, OH, NH 42. Bunlar, bu kurulum ile tespit edilebilir. Çeşitli araştırma grupları yakın çevresinde ablatif ısı kalkanı malzemeleri 19,22,43,44 oluşturan reaktif sınır tabakasını analiz etmek emisyon spektroskopi uygulamaktayız. MacDonald ve ark., ICP 22, önceden oluşturulmuş ablasyon testleri. Kurulum eden kurulumu için kullanılan spektrometre sağladığı çözünürlüğü daha düşük olan 1.16 nm, bir spektral çözünürlüğe sahip benzer bir düşük çözünürlüklü spektrometresi oluşuyordu. Onların ilk tesTest sırasında yükselen yüzey sıcaklığı ile gösterildiği gibi t örnek şekil, güçlü kenar ablasyonu yaşıyor, bir silindir oldu. Bu nedenle, sınır tabakası termokimyasal durum muhtemelen zaman ortalamalı analiz zorlaştıran, deney sırasında değişti. Bizim analizi için kullanılan yarım küre test örneği kenar ablasyon deneyim ve 30 sırasında şeklini muhafaza etmedi – 90 sn test süresini 45.
Hermann ve ark. 44 emisyon spektroskopi uygulayan bir magnetoplasmadynamic arcjet tesisinde radyasyon ablasyon bağlantı ilk sonuçlar verir. Bu konuyla ilgili uzun süreli zemin test tesisleri çok araştırma olmamıştır olarak bu bilimsel topluluk için yüksek ilgi görmektedir. Ne yazık ki, piroliz malzemenin önünde emisyon hiçbir zamansal davranışı bildirilmiştir. cha tarafından, 120 nm dalga boyu segmentlerinden post-processing sırasında tam spektrum birleştirilmiş edildi nm aralığında 300-800 Onların spektrumlarıkullanılan spektografıyla merkez dalga boyu donanımının değiştirilmesi. Bu nedenle, çok sayıda spektrumları, tam spektrum aralığı kapsayacak şekilde zaman içinde alınmıştır. ablatif malzeme, kendi halinde CBCF preform ve Asterm, hem geçici piroliz gazı çıkarma ve yüzey ablasyonu neden güçlü bir zamansal bir davranış deneyimli, bu geçici ortalama spektrumunu tahrifat olabilir.
Çalışmalarımızda sunulan spektrografla bir avantajı dolayısıyla genellikle düşük çözünürlükte 120 nm maksimum aralık neden olan, spektrograf yarık göre geniş spektral aralığı (200-900 nm) 'dir. tek bir devir ile gözlenen geniş bir spektral aralık, hidrojen ihtiva eden türler (OH, NH, CH, lH), C-katkıda (C, CN, C ablasyon ve piroliz işlemleri, elde edilen, sınır tabakası içinde çeşitli türlerin gözlem sağlar 2) ve kirletici maddeler (Na, Ca, K). sadece tek bir tür geçiş ilgi Ancak, eğer, bir yüksek çözünürlüklü yarık-spektrograf appl olabilirayrıca Hermann ve diğerleri tarafından gerçekleştirilmiştir olarak tam radyal emisyon profili tarama sağlar ied. 44
Deneysel verilerin Uygulamaları Örneğin, birleştiğinde CFD ve malzeme yanıt kodları doğrulama için vardır. Ablatif sınır koşulu ile bir durgunluk hat kodu geçenlerde VKI Plasmatron 46 küresel cisimlerin durgunluk-hattı boyunca akış alanının üreme VKI de geliştirilmiştir. Simüle profilleri ile deneysel sınır tabakası emisyonu bir ön karşılaştırma başka yerde 45 sunuldu.
Test edilen örneklerin mikro analizi, hava ve azot, plazmada karbon fiberlerin farklı bozunma fenomeni göstergesiydi. Alçak basınç (15 hPa) neredeyse özdeş durgunluk oranları önerdiği gibi ablasyon liflerin gözlenen buz saçağı morfolojisi ayrıca, difüzyon kontrollü ablasyon varsayımı destekledi. Bundan başka, abseİç malzeme oksidasyon nce gözenekli test numunesinin içine girişi veya sıcak sınır tabakası gazların difüzyon karşı savunuyor. Bu tür iç oksidasyonu, Weng sayısal olarak incelenmiştir ve diğ. PICA 47 için, ufalanmasının 48,49 formunda, örneğin, malzemenin mekanik arızaya neden zayıf bir elyaf yapısına neden olabilir. Bu nedenle, biz çok ısı kalkanı uygulamaları için gözenekli karbon kompozit malzemelerin yüksek entalpi testiyle birlikte genel bir mikro analiz göstermektedir. Bir mikro analiz nihai hedefi karbon fiber iç reaktivite belirlenmesi olacaktır. Panerai ve ark., 50 tarafından yürütülen olarak mekansal çözülmesi görüntüler mikro tomografi ile, örneğin, bu tür analizleri ilerleyebileceğini söyledi. Bir malzeme kod 51 .Bu kod yeni Thor kullanan ablatif kompozit malzemelerin derinlemesine termal tepki kompleksi simüle etmek için süreksiz Galerkin ayrıştırmayı kullanarak VKI geliştirildiough fiziko-kimyasal kütüphane Mutasyon ++, sonlu-oran gaz fazı kimyası ve homojen / heterojen gaz / gaz-katı denge kimyası 52 hem hesaplanması dahil, gaz karışımları termal ve taşıma özellikleri sağlayan. Biz gözenekli ortam mikro devleti temsil edebilir malzeme yanıt kodu, bizim deneysel verilerin karşılaştırılması öngörmektedir.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
B. Helber araştırma (IWT # 111529 dossier) Bilim ve Teknoloji tarafından Yenilik Ajansı bir burs ile desteklenmiştir Flanders ve Avrupa Araştırma Konseyi tarafından TE Magin araştırma Hibe # 259354 Başlıyor. Biz Plazmatronun operatörü olarak görev yaptığı değerli yardım için Bay P. Collin kabul. Biz minnetle test malzemesi sağlamak için ve bilgilendirici destek için George Kanunu ve Stephen Ellacott kabul.
Materials
| Carbon-bonded carbon fiber | sample shape was a hemisphere of 25mm | ||
| preform | MERSEN (CALCARB) | CBCF 18-2000 | radius attached to a 25mm cylinder |
| UV-VIS-NIR Spectrometer | Ocean Optics | HR4000 | |
| Optical fiber | Ocean Optics | QP600-2-SR/BX, | modified fiber cladding for fixation |
| SpectraSuite | Ocean Optics | ||
| Lens, plano-convex | Ocean Optics | LA4745, 750mm focal length | |
| Two-color pyrometer | Raytek | Marathon Series MR1SC | |
| Digital Delay Generator | Stanford Research Systems | DG535 | |
| High-speed camera | Vision Research | Vision Research Phantom 7.1 |
References
- Sutton, G. W. The Initial Development of Ablation Heat Protection: An Historical Perspective. J. Spacecraft Rock. 19 (1), 3-11 (1982).
- Torre, L., Kenny, J. M., Maffezzoli, A. M. Degradation behaviour of a composite material for thermal protection systems Part I – Experimental characterization. J. Mater. Sci. 33, 3137-3143 (1998).
- Duffa, G. Ablative Thermal Protection Systems Modeling. Amer Inst of Aeronautics. , (2013).
- Laub, B., Venkatapathy, E. Thermal Protection System Technology and Facility Needs for Demanding Future Planetary Missions. International Workshop on Planetary Probe Atmospheric Entry and Descent Trajectory Analysis and Science. , 239-247 (2003).
- Tran, H. K. Development of Lightweight Ceramic Ablators and Arc Jet Test Results. NASA. , (1994).
- Tran, H. K., et al. Phenolic Impregnated Carbon Ablators (PICA) as Thermal Protection Systems for Discovery Missions. NASA. , (1997).
- Ritter, H., Portela, P., Keller, K., Bouilly, J. M., Burnage, S. Development of a European Ablative Material for Heatshields of Sample Return Missions. 6th European Workshop on TPS and Hot structures. , (2009).
- Pulci, G., Tirillò, J., Marra, F., Fossati, F., Bartuli, C., Valente, T. Carbon-phenolic ablative materials for re-entry space vehicles: Manufacturing and properties. Compos: Part A. 41, 1483-1490 (2010).
- Natali, M., Monti, M., Kenny, J. M., Torre, L. A nanostructured ablative bulk molding compound: Development and characterization. Compos: Part A. 42, 1197-1204 (2011).
- Allcorn, E. K., Natali, M., Koo, J. H. Ablation performance and characterization of thermoplastic polyurethane elastomer nanocomposites. Compos: Part A. 45, 109-118 (2013).
- Esper, J., Lengowski, M. . Resin-Impregnated Carbon Ablator: A New Ablative Material for Hyperbolic Entry Speeds. , (2012).
- Rothermel, T., Zuber, C. h., Herdrich, G., Walpot, L. A light weight ablative material for research purposes. , (2014).
- Kendall, R. M., Bartlett, E. P., Rindal, R. A., Moyer, C. B. . , (1968).
- Milos, F. S., Chen, Y. K. Comprehensive model for multicomponent ablation thermochemistry. , (1997).
- Lachaud, J., Mansour, N. N. Microscopic scale simulation of the ablation of fibrous materials. , AIAA 2010-984 (2010).
- Lachaud, J., Cozmuta, I., Mansour, N. N. Multiscale approach to ablation modeling of phenolic impregnated carbon ablators. J. Spacecraft Rock. 47 (6), 910-921 (2010).
- Prabhu, D., et al. CFD Analysis Framework for Arc-Heated Flowfields, I: Stagnation Testing in Arc-jets at NASA ARC. , AIAA 2009-4080 (2009).
- Milos, F., Chen, Y. K. Ablation and Thermal Response Property Model Validation for Phenolic Impregnated Carbon Ablator. J. Spacecraft Rock. 47 (5), 786-805 (2010).
- Loehle, S., Hermann, T., Zander, F., Fulge, H., Marynowski, T. Ablation Radiation Coupling Investigation in Earth Re-entry Using Plasma Wind Tunnel Experiments. , AIAA 2014-2250 (2014).
- Driver, D. M., MacLean, M. Improved Predictions of PICA Recession in Arc Jet Shear Tests. , AIAA paper 2011-20141 (2011).
- Uhl, J., Owens, W. P., Meyers, J. M., Fletcher, D. G. Pyrolysis Simulation in an ICP Torch Facility. , AIAA 2011-3618 (2011).
- MacDonald, M. E., Jacobs, C. M., Laux, C. O., Zander, F., Morgan, R. Measurements of Air Plasma/Ablator Interactions in an Inductively Coupled Plasma Torch. Journal of Thermophysics and Heat Transfer. 29 (1), 12-23 (2015).
- Bottin, B. . Aerothermodynamic Model of an Inductively-coupled Plasma Wind Tunnel. , (1999).
- Bottin, B., Chazot, O., Carbonaro, M., van der Haegen, V., Paris, S. The VKI Plasmatron Characteristics and Performance. , 6-26 (1999).
- Guariglia, D., Helber, B., Chazot, O. Enhancement of the VKI Plasmatron Facility Capabilities for Testing High HeatFlux re-entry Conditions. , (2015).
- Kolesnikov, A. F. Conditions of Simulation of Stagnation Point Heat Transfer from a High-enthalpy Flow. Fluid Dyn. 28 (1), 131-137 (1993).
- Barbante, P. F., Chazot, O. Flight Extrapolation of Plasma Wind Tunnel Stagnation Region Flowfield. J. Thermophys. Heat Transfer. 20 (3), 493-499 (2006).
- Helber, B., Chazot, O., Hubin, A., Magin, T. Microstructure and gas-surface interaction studies of a low-density carbon-bonded carbon fiber composite in atmospheric entry plasmas. Composites: Part A. 72, 96-107 (2015).
- Svanberg, S. . Atomic and Molecular Spectroscopy. , (1992).
- . . Spectralfit Specair User manual, Version 3.0. , (2015).
- Goldstein, J., Newbury, D., Joy, D., Lyman, C., Echlin, P., Lifshin, E., Sawyer, L., Michael, J. R. . Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis. , (2003).
- Scala, S. M., Gilbert, L. M. Sublimation of Graphite at Hypersonic Speeds. AIAA J. 3 (9), 1635-1644 (1965).
- Metzger, J. W., Engel, M. J., Diaconis, N. S. Oxidation and Sublimation of Graphite in Simulated Re-entry Environments. AIAA J. 5 (3), 451-459 (1967).
- Loehle, S., Staebler, T., Reimer, T., Cefalu, A. Photogrammetric Surface Analysis of Ablation Processes in High Enthalpy Air Plasma Flow. , AIAA paper 2014-2248 (2014).
- Boubert, P., Vervisch, P. CN spectroscopy and physico-chemistry in the boundary layer of a C/SiC tile in a low pressure nitrogen/carbon dioxide plasma flow. J. Chem. Phys. 112 (23), 10482-10490 (2000).
- Lachaud, J., Aspa, Y., Vignoles, G. L. Analytical modeling of the steady state ablation of a 3D C/C composite. International Journal of Heat and Mass Transfer. 51, 2614-2627 (2008).
- Vignoles, G. L., Lachaud, J., Aspa, Y., Goyhénèche, J. M. Ablation of carbon-based materials: Multiscale roughness modelling. Compos. Sci. Technol. 69, 1470-1477 (2009).
- Cho, D., Yoon, B. I Microstructural interpretation of the effect of various matrices on the ablation properties of carbon-fiber-reinforced composites. Composites Science and Technology. 61, 271-280 (2001).
- Marynowski, T., Löhle, S., Fasoulas, S. Two-Photon Absorption Laser-Induced Fluorescence Investigation of CO2 Plasmas for Mars Entry. Journal of Thermophysics and Heat Transfer. 28 (3), 394-400 (2014).
- Fletcher, D. Arcjet flow properties determined from laser-induced fluorescence of atomic nitrogen. Applied Optics. 38 (9), 1850-1858 (1999).
- Feigl, M., Auweter-Kurtz, M. Investigation of SiO production in front of Si-based material surfaces to determine the transition from passive to active oxidation using planar laser-induced fluorescence. , AIAA 2001-3022 (2001).
- Helber, B., Asma, C. O., Babou, Y., Hubin, A., Chazot, O., Magin, T. E. Material response characterization of a low-density carbon composite ablator in high-enthalpy plasma flows. J. Mater. Sci. 49 (13), 4530-4543 (2014).
- Wernitz, R., Eichhorn, C., Marynowski, T., Herdrich, G. Plasma Wind Tunnel Investigation of European Ablators in Nitrogen/Methane Using Emission Spectroscopy. International Journal of Spectroscopy. 2013, 1-9 (2013).
- Hermann, T., Loehle, S., Leyland, P., Marraffa, L., Bouilly, J. M., Fasoulas, S. First results on ablation radiation coupling through optical emission spectroscopy from the vacuum ultraivolet to the visible. , (2015).
- Helber, B., Turchi, A., Chazot, O., Hubin, A., Magin, T. Gas/Surface Interaction Study of Low-Density Ablators in Sub- and Supersonic Plasmas. , AIAA 2014-21222 (2014).
- Turchi, A., Helber, B., Munafò, A., Magin, T. E. Development and Testing of an Ablation Model Based on Plasma Wind Tunnel Experiments. , AIAA 2014-2125 (2014).
- Weng, H., Bailey, S. C. C., Martin, A. Numerical study of iso-Q sample geometric effects on charring ablative materials. International Journal of Heat and Mass Transfer. 80, 570-596 (2015).
- Mathieu, R. D. Mechanical Spallation of Charring Ablators in Hyperthermal Environments. AIAA Journal. 2 (9), 1621-1627 (1964).
- Davuluri, R., Martin, A. Numerical study of spallation phenomenon in an arc-jet environment. , AIAA 2014-2249 (2014).
- Panerai, F., Martin, A., Mansour, N. N., Sepka, S. A., Lachaud, J. Flow-Tube Oxidation Experiments on the Carbon Preform of a Phenolic-Impregnated Carbon Ablator. J. Thermophys. Heat Transfer. 28 (2), 181-190 (2014).
- Schrooyen, P., Hillewaert, K., Magin, T. E., Chatelain, P. Discontinuous Galerkin discretization coupled with sharp interface method for ablative materials. , AIAA 2013-2457 (2013).
- Scoggins, J. B., Magin, T. E. Gibbs Function Continuation for Linearly Constrained Multiphase Equilibria. Combust. Flame. , (2015).
