Гиперзвуковой диапазон

Все виды упругих механических колебаний соответственно частотам условно разделяют на инфразвуковые до 16 Гц, звуковые от 16 до 2-10 Гц, ультразвуковые от 2-10 до 10 Гц. Ультразвуковые волны с частотой 10 Гц называют гиперзвуковыми. Диапазон частот, используемых для технологических целей, находится в пределах (1,6- 8,0) 10 Гц, т. е. начиная с верхних границ звукового диапазона. [c.255]

Тепловые колебания поверхностных атомов. Поскольку поверхность является основным дефектом трехмерной кристаллической решетки, ее колебательный спектр должен отличаться от объемного. Еще в 1885 г. Рэлей, рассматривая твердое тело как сплошную среду, предсказал возникновение упругих волн на границе полубесконечного кристалла с вакуумом, быстро затухающих на глубине в 1—2 длины волны (волны Рэлея). Существование поверхностных упругих волн в ультра- и гиперзвуковом диапазоне не только доказано экспериментально, они широко используются в акустоэлектронике. [c.157]

Так как частоты тепловых колебаний при исследованиях мандельштам-бриллюэновского рассеяния обычно находятся в пределах гиперзвукового диапазона, для него характерен брэгговский режим дифракции. При этом частоты рассеянного света равны [c.346]

В ультразвуковом и гиперзвуковом диапазонах (до 10 Гц) наиболее широко применяются пьезоэлектрические преобразователи, принцип действия которых основан на обратном пьезоэффекте — деформации тела под действием электрического поля. [c.102]

К верхней границе ультразвуковых волн примыкают волны гиперзвукового диапазона (10 — 10 герц). Упругие колебания этих частот называют гиперзвуком, или по-другому можно сказать ультра-ультразвуком. [c.42]

В М. а. для исследований обычно применяется УЗ- и гиперзвуковые волны в газах — в диапазоне частот Ю Гц, а в жидкостях и твёрдых телах — в диапазоне 10 —10 Гц. Использование оптич. методов, а именно измерение смещения и ширины компонент Мандельштама — Бриллюэна рассеяния и определение по ним скорости и коэф. поглощения звука, позволило расширить диапазон применяемых частот вплоть до десятков ГГц. [c.194]

Диапазон частот звуковых и ультразвуковых волн, весьма обширен. Колебания с частотой до 20 Гц называют инфразвуковыми [43]. Звуковые волны с частотой от 20 до 2-10 Гц создают слышимые звуки. Ультразвуковые колебания соответствуют частотам 2-10 —10 Гц волны с частотой колебаний выше перечисленных получили название гиперзвуковых. [c.111]

Термин гиперзвуковой указывает на сверхзвуковое течение при очень высоких числах Маха еще в пределах применимости газодинамической теории сплошной среды. В этом диапазоне очень важны эффекты теплопередачи. В верхних слоях атмосферы Земли допу- [c.429]

Обработка распределения стационарного давления и его возмущений в фазе с О и d в параметрах гиперзвукового подобия позволяет, в принципе, расширить диапазон применения полученных данных на более широкий класс затуплений и для тел с различной относительной толщиной. Однако, как показано в [14], для конусов с углами полураствора 6g = 2,5°-20° закон подобия для стационарных параметров начинает действовать [c.80]

В методическом плане для гиперзвуковой теории характерен асимптотический анализ, т. е. исследование определенных предельных режимов течения (предельно большая скорость обтекания, предельно тонкие тела, предельно сильные ударные волны и др.), если они правильно отражают свойства течений в реальном диапазоне условий обтекания или форм тел. Проявление этих асимптотических свойств и определяет, как правило, весьма условную границу между гиперзвуковой и сверхзвуковой газовой динамикой. [c.3]

Описанный выше режим нелинейного взаимодействия между невязким течением в основной области и вязким течением в подобласти может реализовываться и в других ситуациях. В работе [Нейланд В. Я., 1974, б] показано, что на холодном треугольном крыле, обтекаемом гиперзвуковым потоком, в определенном диапазоне изменения [c.292]

Современный этап развития механики жидкости и газа, так же как и вообще механики сплошной среды, характеризуется значительно возросшей связью с физикой. Требования главным образом ракетной техники поставили перед механикой жидкости и газа новые задачи, определяемые, с одной стороны, гиперзвуковыми (космическими) скоростями движения тел сквозь атмосферу в широком диапазоне высот, с другой — движениями газов в камерах горения и соплах двигателей. В этих условиях приходится иметь дело со сверхвысокими температурами, вызывающими диссоциацию и ионизацию газа, явлениями, связанными с разреженностью атмосферы на больших высотах полета, с разрушением (плавлением и испарением) твердой поверхности обтекаемого газом [c.11]

Сопротивление тел в околозвуковом, сверхзвуковом и гиперзвуковом диапазонах скоростей представляет особую область газовой динамики, которую во вводном курсе осветить невозможно. Поэтому здесь будут приведены лишь некоторые экспериментальные результаты для основных форм обтекаемых тел и некоторые ссылки на более обширные источники информации. Изменение коэффициента сопротивления сфер и цилиндров в зависимости от числа Маха свободного потока в диапазоне от 0,1 до 10 иллюстрируется на рис. 15-29. На этом рисунке показано влияние сжимаемости при числах Рейнольдса как выше, так и ниже того, которое необходимо для перехода в пограничном слое от ламинарного течения к турбулентному. Для чисел Маха больше 0,7 влияние вязкости стаиовится малым, и кривые сливаются. Для сопоставления на рис. 15-30 Л. 14] показаны характеристики сопротивления удлиненной ракеты, корпус которой представляет собой заостренное тело вращения. Это тело имеет очень высокое критическое число Маха (Макр 0,95), и при Ма=3 сила сопротивления, действующая на него, составляет примерно 1/5 от сопротивления сферы с тем же диаметром, что и максимальный диаметр ракеты. Удобообтекаемое с точки зрения дозвукового потока тело, т. е. тело со скругленной передней кромкой, испытывает в сверхзвуковом потоке очень высокие силы сопротивления по сравнению с заостренными телами. [c.428]

Обширный обзор и правильное представление об отрыве потока, вызванном скачком уплотнения, а также о его влиянии на крылья и способах его предотвращения приведены в работе Пирси [2]. Холдер и Гэдд [3] исследовали взаимодействие ударной волны с пограничным слоем и связь с донным давлением. Фрэзер и др. [4] экспериментально исследовали отрыв потока в соплах при сверхзвуковых скоростях. Краткий обзор, посвященный отрыву газа с акцентированием внимания на гиперзвуковом диапазоне скоростей, был сделан Кауфл1аном и др. [5]. Так как практические аспекты проблемы отрыва выходят за рамки этой главы, заинтересованный читатель может обратиться к цитированной литературе. [c.231]

Особенностью УЗ в высокочастотном и гиперзвуковом диапазонах является возможность применения к нему представлений и методов квантовой механики, поскольку длины волн и частоты в этих диапазонах становятся одного порядка с параметрами и частотами, характеризующими структуру вещества. Упругой волне данной частоты при этом сопоставляется квазичастица — фонон, или квант звуковой энергии. Квантово-механич. представления удобны при рассмотрении различных взаимодействий в твёрдых телах. Напр., рассеяние и поглощение звука колебаниями кристаллич. решётки можно рассматривать как взаимодействие когерентных и тепловых фононов, комбинационное рассеяние света (см. Манделъштама — Бриллюэна рассеяние) — как взаимодействие фотонов с фо-нонами, а взаимодействие с электронами проводимости в металлах и полупроводниках и со спинами и спиновыми волнами в магнитоупорядоченных кристаллах (см. Магнитоупругие волны) — соответственно как электрон-фо-нонное, спин-фононное и магнон-фононное взаимодействия. [c.12]

В большинстве жидкостей величина Д. с. 3. очень мала, но в ряде жидкостей доходит до единиц % и даже превосходит 10%. Область дисперсии лежит обычно в гиперзвуковом диапазоне частот. В таких жидкостях, как четырёххлористый углерод, бензол, хлороформ и др., Д. с. 3. имеет место в области частот—10 — 101 где обычные УЗ-вые методы исследования неприменимы. Лишь развитие оптико-акустич. методов исследования, а особенно появление лазеров, позволило с большой точностью измерить скорость звука на гиперзвуковых частотах (см. Манделъштама— Бриллюэна рассеяние) и определить величину Д. с. з., вычитая из скорости гиперзвука скорость, найденную обычными УЗ-выми методами. В табл. 2 приведены данные для ряда жидкостей, где Ср — скорость, изме- [c.121]

Диапазон частот У. в. простирается от малых долей Гц до 10 —10 Гц. Область применения У. в. в физике и технике чрезвычайно широка. Так, самые низкочастотные У. в. используются в сейсмологии (для регистрации землетрясений) и в сейсморазведке. У. в. килогерцевого диапазона применяются в гидролокации и при исследованиях океана. У. в. ультра- и гиперзвукового диапазонов используются в физике для определения всевозможных параметров твёрдых, жидких и газообразных сред. Кроме того, УЗ находит широкое применение в акустоэлектронике, в промышленности, медицине и др. См. также Гиперзвук, Ультразвук. [c.353]

Гиперзвук — акустические колебания от 10 до 10 —10 Гц. Частотный диапазон гиперзвуковых волн сверху ограничивается физическими факторами, характеризуюгцими атомное и молекулярное строение среды длина упругой волны должна быть значительно больше длины свободного пробега молекул в газах и больше межатомных расстояний в жидких и твердых телах. Поэтому в воздухе не может распространяться гиперзвук с частотой 10 и выше, а в твердых телах — с частотой более 10—10 Гц. [c.156]

При этом изменение аэродинамического качества при гиперзвуковых скоростях может происходить в диапазоне значений К = iJJ xa = 0- 1. В случае дозвуковых скоростей, с которыми производится посадка, требующая повышенной управляемости, аэродинамическое качество значительно снижается из-за увеличения донного сопротивления. Во избежание такого снижения капсулы могут быть снабжены дополнительными устройствами, [c.126]

Огромное прикладное значение как в технике физ. эксперимента, так и в промышленности, на транспорте, в медицине и др. имеет т. н. УЗ-техника (см. Ультра-звук). В устройствах УЗ-тсхники используются как ультразвуковой, так и гиперзвуковой, а частично и звуковой диапазоны частот. УЗ применяется как сродство воздействия на вещество (папр., УЗ-технология в промышленности, терапия и хирургия в медицинеЗ, для получения информации (контрольно-измерит. применения УЗ, УЗ-диагностика, гидролокация), обработки сигналов [акустоэлектроника, акустооптика). [c.42]

Для возбуждения и приёма объёмных волн в А. используются пьезоэлектрические преобразователи пье-зоэлектрич. пластинки (на частотах до 100 МГц), пьезополупроводниковые преобразователи с запирающим или диффузионным слоем (в диапазоне частот 50 —300 МГц), плёночные преобразователи (на частотах выше 100 МГц). Гиперзвуковые волны часто возбуждаются с поверхности пьезоэлектрич. звукопровода, торец к-рого для этих целей помещают в зазор СВЧ-резонатора или замедляющую СВЧ-систему. Для возбуждения и приёма ПАВ используются гл. обр. встречно-штыревые преобразователи (рис. 1, а), представляющие собой периодич. структуру металлич. электродов, нанесённых на пьезоэлектрич. кристалл. [c.53]

Л. в. применяются для всестороннего неразрушающего контроля листовых материалов и конструкций (выявление дефектов, определение толщины изделий и т. д.) и в системах для обработки электрич. сигналов (ультра- и гиперзвуковые линии задержки электрич. сигналов, фильтры и т. д.). В неразрушающем контроле Л. в. диапазона 0,1 — 10 МГц удачно дополняют объёмные УЗ-волны, с помощью к-рых контроль возможен только в толстых массивных образцах. Для систем обработки очень цепиым свойством Л. в. является зависимость фазовой и групповой скоростей от частоты, благодаря чему можно создавать так называемые дисперсионные линии задержки, где время задержки зависит от частоты. Такие линии задержки и фильтры существуют в частотном интервале 0,1 — 200 МГц. [c.621]

Звукопроводы акустич. линз изготовляются из материалов с высокой скоростью продольных акустич. волн сапфир AljOg, кварц н др.), в качестве иммерсионных Жидкостей используются вода, жидкий гелий, жидкие металлы (ртуть, галлий и др.), нек-рые органич. жидкости. Показатели преломления п на границах раздела таких сред достигают значит, величины так, для системы вода — сапфир п = 7,4. Для того чтобы уменьшить потери на поглощение звука в иммерсионной жидкости и улучшить разрешение, используются линзы с малыми радиусами кривизны (внлоть до сотен и десятков микрон для гиперзвуковых частот) и большими углами раскрытия 6jn (обычно бщ 100°—120°). Вследствие большой разницы скоростей распространения в звукопроводе и в иммерсионной жидкости аберрации в линзовых системах акустич. микроскопов малы даже ври больших 0 . Структура фокуса определяется диф-ракц. эффектами, и размеры фокальной области оказываются порядка длины УЗ-волвы X. Разрешение акустич. микроскопа, характеризуемое радиусом фокального пятна а = 0,61 //-sin(0 /2), зависит от частоты /, ва к-рой микроскоп работает. В диапазоне частот от 50 МГц до 3 ГГц разрешение в акустич. микроскопах, использующих в качестве иммерсии воду (скорость звука с 1,5-10 см/с), меняется от 20 до 0,5 мкм, конкурируя на высоких частотах с разрешением оптич. микроскопов. Использование в качестве иммерсии сверхтекучего гелия при темп-рах ниже 0,2 °К (с ts 0,24X XlU см/с) существенно улучшает разрешение микроскопа уже на частоте 2 ГГц оно составляет ок. 90 нм. [c.149]

Р, в. широко используются во всех областях науки я техники. Напр., низкочастотные (10 —10 Гц) Р. в. применяют в сейсмологии для регистрации землетрясений и в сейсморазведке. В У 3-диапазоне частот Р. в, используются для всестороннего контроля поверхностного слоя образца исследования характеристик поверхностного слоя, выявления поверхностных иоколо-поверхностных дефектов (см. Дефектоскопия), определения остаточных напряжений поверхностного слоя металла, термнч. и механич. свойств поверхностного слоя образца. Гиперзвуковые (10 —10 Гц) р. а, широко используются в акустоэлектронике при создании преобразователей электрич. сигналов, ультра- и гиперзвуковых линий задержки, усилителей эл.-магн. колебаний и систем для обработки информации, [c.404]

Бескомпрессорные сверхзвуковые прямоточные ВРД (СПВРД) являются двигателями очень больших сверхзвуковых скоростей полета. Они становятся выгодными при крейсерских сверхзвуковых скоростях полета, превышающих Мн = 3,5. .. 4,0. При этих скоростях СПВРД обладают высокой экономичностью и развивают большие тяги при малой массе и относительно простом устройстве, но при взлете и малых скоростях полета они не обеспечивают требуемой тяги и приемлемой экономичности из-за малой степени повышения давления воздуха только от скоростного напора. Гиперзвуковые прямоточные ВРД (ГПВРД) рассматриваются в качестве перспективных средств для систем запуска на орбиту космических летательных аппаратов в диапазоне чисел Мн от 6—7 до первой космической скорости, а также в качестве силовых установок гиперзвуковых самолетов. [c.14]

В самое последнее время начались исследования нелинейных эффектов в твердых телах на частотах гиперзвуко-вого диапазона. Ранее уже указывалось, что в твердых телах без затухания комбинационное рассеяние, например, пропорционально кубу частоты, искажение формы профиля волны — квадрату частоты. Поэтому, если есть возможность уменьшить затухание, на гиперзвуковых частотах эти нелинейные эффекты должны быть выражены четче, чем на ультразвуковых частотах. Сравнительно недавно было установлено [38—40], что в таких твердых телах, как кварц, кремний, германий, рубин, корунд, при переходе в область гелиевых температур из-за уменьше- [c.336]

Проведенный анализ показывает, что в исследованном диапазоне параметров малые изменения формы тела, угла атаки и скорости набегающего потока вызывают малые возмущения полей газодинамиче ских величин и их производных. Линейность возмущений нарушается при обтекании тел с изломом образующей, а также при гиперзвуковом обтекании затупленных тел достаточно большого удлинения. [c.71]

Вклад вязкого взаимодействия пограничного слоя с внешним невязким потоком не превьппает 5 % от суммарного коэффициента Схв во всем диапазоне изменения числа Маха. Коэффициент донного сопротивления конуса Схд может достигать 40 % от Схт. при трансзвуковых числах Маха и становится меньше 1 % при гиперзвуковых числах Маха. [c.140]

Одним из основных достоинств таких устройств является то, что активный пьезоэлектрический слой можно сделать чрезвычайно тонким и полуволновой резонанс, при котором эффективно работают пьезопреобразователи, можно получить на очень высоких (гиперзвуковых) частотах. Для примера упомянем, что для колебаний радиоволн метрового диапазона, т. е. частот порядка 10 Гц, полуволновые кристаллические пластинки должны иметь толщины порядка 2—3 десятков микрон и изготовление их в виде отдельных от самой линии элементов черезвычайно затруднительно. [c.186]

Под ультразвуком вообо1,е понимаются различные упр пге волны с частотой, лежащей выше порога слышимости человеческого уха,, т. е. выше 15 ч- 16 кГц. Современная ультразвуковая техника позволяет генерировать и детектировать ультразвуковые колебания с частотами до 10 —10 Гц и более, т. е. до частот, приближаю-Ш.ИХСЯ к диапазону частот инфракрасного света. При столь высоких частотах длины ультразвуковых волн (называемых в диапазоне выше Гц гиперзвуковыми) становятся сравнимыми с межмо- [c.3]

В монографии Чжена впервые в мировой литературе обобщен и систематизирован материал по одному иа наиболее актуальных и интересных нап равлений механики жидкости и газа—отрывным течениям, возникающим при обтекании тел вязкой жидкостью или газом во всем диапазоне скоростей, от дозвукового до гиперзвукового, при течениях в каналах, в газовых машинах, турбинах и т. п. Отражая современное состояние в атой бурно развивающейся области гидро- и аэродинамики, книга наряду с достаточно глубоким теоретическим анализом содержит богатые зкспериментальнае материалы, весьма полезные для практических приложений. [c.4]

Стационарные длительные полеты самолетов на 1Высотах, превышающих 30 км, возможны для современных аэродинамических компоновок лишь при скоростях, превышающих 1000 м сек. При таких скоростях полета температуры поверхности самолета становятся значительными (более 350—450°С), что сильно усложняет создание надежно работающих- конструкций. Можно определить целесообразное сочетание высот и скоростей полета летательных аппаратов, когда температуры их поверхности будут допустимыми. Завоевание диапазона высот от 20—25 до 170—190 км, как свидетельствует печать, осуществляется и снизу —созданием самолетов гиперзвуковой авиации, и сверху — [c.8]

Хорошо известна область реально возможных высот и скоростей ( коридор допустимых значений высот и скоростей) полета . Завоевание диапазона высот и скоростей (от 20—25 км до 170—190 км) осуществляется в современной технике и снизу созданием самолетов гиперзвуковой авиации и сверху созданием орбитальных самолетов, выводимых на стационарную круговую орбиту при помощи ракет-носителей или самолетов-носителей. Области высот от 95—ПО км до 170—190 км будут, по-видимому, освоены летательными аппаратами типа сателлои-дов Эрике (это корабли-спутники, снабженные реактивными двигателями, которые обеспечивают устойчивость корабля и развивают тягу, равную силе лобового сопротивления). [c.235]

Работа посвящена исследованию сверх- и гиперзвуковых двумерных течений вязкого газа в каналах в присутствии нормального к плоскости течения магнитного поля в режиме МГД-генератора. Ранее такие исследования проводились только в случае дозвукового или умеренного сверхзвукового режимов движения проводящей среды. Первые исследования были выполнены в одномерной постановке (см. [1]), затем с использованием двумерных уравнений Эйлера [1, 2], и только в последнее время стали учитываться эффекты вязкости в рамках уравнений Павье-Стокса [3, 4]. Однако ряд новых технических приложений потребовал существенного распЕирения диапазона чисел Маха, что в свою очередь вызвало необходимость учета эффектов вязко-невязкого взаимодействия и возникающих при торможении магнитным полем необратимых газодинамических потерь. В [5] получены новые результаты по торможению сверхзвукового потока осесимметричным магнитным полем в круглой трубе. Они обобщили данные невязкого исследования [2] на случай ламинарного и турбулентного течения. [c.575]

В подтверждении этого закона подобия на рис. 5.21 приведены отходы ударной волны б, радиусы ее кривизны на оси симметрии и величины звукового угла на теле со для широкого диапазона условий гиперзвукового обтекания сферы равновесно-дис-социирующим воздухом и совершенным газом (распределение давления на теле в этой области зависит от к лишь через величину что следует из рис. 5.10 и аппроксимирующей формулы (5.3.8)). Эти данные хорошо аппроксимируются корреляционными формулами [c.156]

Успехи теории сверхзвуковых течений газа в СССР отражены в замечательных достижениях советской ракетной и космической техники. используюш,ей аппараты, летяш ие в воздухе со сверхзвуковой скоростью и входящие с гиперзвуковой скоростью в атмосферу Земли (или другой планеты — Венеры), и в развитии нашей авиации, давно перешагнувшей звуковой рубеж и вплотную приблизившейся к диапазону гиперзвуковых скоростей. [c.206]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...