Scaled giant planet entry testing is beyond the simulation capability of most impulse facilities, which limits the ground testing data available for computational model validation. Substituting the He in their predominately H/He atmospheres with Ne has been used in the previous experiments. This enables higher-temperature shock layers to be recreated using the same facility performance. For binary hydrogen dissociation and ionization reactions, the substitution gives similarity with non-equilibrium processes, but has never been experimentally validated by direct comparison with H/He relaxation data in a region where the facility simulation capabilities in using H/He and H/Ne overlap. This work demonstrates and validates a scaling method based on the substitution in terms of flow relaxation. A H/Ne condition was designed to recreate the post-shock relaxation of a H/He condition in our X2 expansion tube. The two conditions were experimentally tested with cylindrical test models, and shock layer radiation from the Balmer series was measured. The spectroscopic data using the H/Ne condition show a successful recreation of the non-equilibrium processes of the target H/He condition, experimentally validating the scaling method. High-speed images demonstrate that the associated radiation field is also correctly reproduced. With the use of this substitution, the facility can now be used to simulate high-speed giant planet entries with confidence, and the available ground testing envelope is extended to much higher speeds.

中文翻译：

---

模拟脉冲设施中非平衡巨行星进入条件的测试气体替代实验验证

缩放巨行星进入测试超出了大多数脉冲设施的模拟能力，这限制了可用于计算模型验证的地面测试数据。在以前的实验中已经使用了用 Ne 代替主要 H/He 气氛中的 He。这使得可以使用相同的设施性能重新创建更高温度的冲击层。对于二元氢解离和电离反应，置换与非平衡过程相似，但从未通过与使用 H/He 和 H/Ne 的设施模拟能力的区域中的 H/He 弛豫数据直接比较进行实验验证交叠。这项工作展示并验证了基于流动松弛方面的替代的缩放方法。AH/Ne 条件旨在在我们的 X2 膨胀管中重现 H/He 条件的冲击后松弛。使用圆柱形测试模型对这两种条件进行了实验测试，并测量了来自 Balmer 系列的冲击层辐射。使用 H/Ne 条件的光谱数据显示成功再现了目标 H/He 条件的非平衡过程，通过实验验证了缩放方法。高速图像表明相关的辐射场也被正确再现。通过使用这种替代，该设施现在可以用于模拟高速巨行星进入，并且可用的地面测试范围扩展到更高的速度。使用圆柱形测试模型对这两种条件进行了实验测试，并测量了来自 Balmer 系列的冲击层辐射。使用 H/Ne 条件的光谱数据显示成功再现了目标 H/He 条件的非平衡过程，通过实验验证了缩放方法。高速图像表明相关的辐射场也被正确再现。通过使用这种替代，该设施现在可以用于模拟高速巨行星进入，并且可用的地面测试范围扩展到更高的速度。使用圆柱形测试模型对这两种条件进行了实验测试，并测量了来自 Balmer 系列的冲击层辐射。使用 H/Ne 条件的光谱数据显示成功再现了目标 H/He 条件的非平衡过程，通过实验验证了缩放方法。高速图像表明相关的辐射场也被正确再现。通过使用这种替代，该设施现在可以用于模拟高速巨行星进入，并且可用的地面测试范围扩展到更高的速度。实验验证缩放方法。高速图像表明相关的辐射场也被正确再现。通过使用这种替代，该设施现在可以用于模拟高速巨行星进入，并且可用的地面测试范围扩展到更高的速度。实验验证缩放方法。高速图像表明相关的辐射场也被正确再现。通过使用这种替代，该设施现在可以用于模拟高速巨行星进入，并且可用的地面测试范围扩展到更高的速度。