Движение с очень большой сверхзвуковой

Движение с очень большими сверхзвуковыми скоростями. Гиперзвуковые течения и обтекание тонких тел. В современной газовой динамике, имеющей дело со скоростями порядка нескольких километров в секунду, возникает много теоретических и практических вопросов, требующих изучения движения газа при очень больших значениях числа Моо. Обтекания с очень большими сверхзвуковыми скоростями обладают рядом специфических особенностей. В 14, а также в 19 мы уже обратили внимание на некоторые характерные свойства движений, в которых 1. В настоящем [c.206]

ДВИЖЕНИЕ С ОЧЕНЬ БОЛЬШИМИ СВЕРХЗВУКОВЫМИ СКОРОСТЯМИ 209 [c.209]

Движение с очень большими сверхзвуковыми скоростями около тонких тел называют в современной литературе гиперзвуковыми. [c.211]

Из условий х 1, Мх <1 1 следует, что скорость возмущенного газа, изменения давления и плотности являются малыми величинами. При движении тонкого тела с очень большими сверхзвуковыми скоростями, когда х 1, но Мх 1, оценки величин дают следующие порядки [c.406]

Влияние инжекции на течение газа около затупленных тел. Летательные аппараты с затупленными головными частями нашли широкое применение в случае очень больших сверхзвуковых скоростей их движения, когда необходимо обеспечить условия, при которых такие аппараты успешно противостоят действию высоких температур обтекаю- [c.268]

В 3 и 6 были рассмотрены идеальные процессы. На практике при движении жидкостей или газов в каналах проявляется влияние свойства вязкости и внешних по отношению к потоку сил трения на стенках канала. Это влияние сильно возрастает для длинных каналов, в связи с этим характерно стремление делать короткие сопла. С другой стороны, при очень коротких соплах сильно нарушается равномерность распределения скоростей, возникают резко выраженные неравномерные пространственные движения с возможными отрывами потока от стенок и появлением карманов с противотоками. Не только основные размеры и соответствующий градиент давления, но и форма контуров канала оказывают большое влияние на распределение скоростей внутри канала. Необходимо также учитывать шероховатость стенок канала и в некоторых случаях тепловые потоки сквозь их стенки (например, в соплах ракетных двигателей движущийся газ имеет температуру порядка 3000° К). В сверхзвуковых потоках основным источником потерь и неравномерностей могут являться скачки уплотнения. Внутри сопла такие скачки могут образовываться в зависимости от некоторых геометрических свойств контура канала и независимо от формы канала на нерасчетных режимах истечения (см. 6). В связи с этим в значениях средних по сечению характеристик потока в сопле могут наблюдаться отклонения от значений, рассчитанных но идеальной теории, изложенной в 3 и 6. [c.93]

Задача о сверхзвуковом обтекании тонких тел вращения при очень больших числах Маха в том случае, когда головная волна отходит от острого носика тела, вследствие слишком большого значения угла при вершине, либо наличия затупления носика, представляет значительные трудности. Так же, как и в плоском случае, отошедший скачок имеет вблизи оси симметрии потока почти плоский участок, соответствующий прямому скачку, и соседние с ним участки сильного разрыва, за которыми поток является дозвуковым. Движение в области между головной волной и поверхностью обтекаемого тела имеет в связи с этим смешанный до-, сверх- и трансзвуковой характер. [c.349]

При движении со сверхзвуковой скоростью, которая может быть достигнута, конечно, только путем предварительного прохождения газа через поставленное перед трубой сопло Лаваля, сужение расширяющегося потока влечет за собой уменьшение скорости и повышение давления. Скорость звука с, соответствующая критическому давлению, по-прежнему является предельной достижимой скоростью при непрерывном изменении давления. Однако эта предельная скорость может быть достигнута в действительности только при условии, что труба имеет вполне определенную, не очень большую длину, зависящую от начального состояния газа и величины сопротивления трения. В трубе же с большей длиной происходит где-либо внутри трубы скачок уплотнения, скорость течения из сверхзвуковой делается дозвуковой и дальнейшее течение происходит так, как было описано выше для случая дозвуковой скорости. [c.375]

Таким образом, задача обтекания тонкого тела крылового типа установившимся потоком с большой сверхзвуковой скоростью свелась к приближенной задаче об одномерном неустановившемся движении поршня в газе с образованием ударной волны, при этом закон движения поршня задан. Как указывалось, на боковых краях тела не выполняется условие о том, что os (л, у) малая величина. Однако, при очень больших скоростях тела область влияния его боковых концов сильно ограничена и при расчетах ею можно пренебречь. [c.413]

Проведение экспериментов в турбулентном сжимаемом потоке, особенно при сверхзвуковых скоростях движения, сопряжено с большими трудностями, связанными со взаимодействием измерителя и исследуемого потока. Вследствие этого экспериментальные сведения о турбулентности в сжимаемых потоках очень ограничены, и до настоящего времени не установлен точно даже уровень турбулентности сверхзвуковых аэродинамических труб. [c.307]

В то же время не исключаются из рассмотрения и случаи движения сплошной среды с разрывами непрерывности при некоторых режимах течения в жидкостях и газах могут образовываться поверхности, особые линии и точки, где непрерывные характеристики среды, имея большие градиенты, меняются весьма значительно на малых расстояниях. Так, при сверхзвуковых течениях в газах возникают ударные волны — области, представляющие собой поверхности с толщиной порядка длины свободного пробега молекул (т. е. значительно меньше, чем где очень резко меняются скорость, плотность, давление (см. 15). Такие области могут быть рассмотрены как геометрические поверхности разрыва непрерывности. Считается, что при переходе среды через них плотность, давление и др. меняются скачкообразно на конечную величину. [c.14]

Пусть противодавление окружающей среды стало больше расчетного. Это вызовет появление на срезе сопла г—г (см. рис. 55, б) волну давления, которая со скоростью звука будет внедряться в сверхзвуковую струю газа за соплом. В результате взаимодействия скоростей распространения волны и движения газа, волна давления примет коническую форму и перейдет в косой скачок давления г — г — г (см. рис. 55, б), как и в случае с летящим снарядом. Давление за наружной поверхностью конуса г—г — г равно противодавлению окружающей среды, большему чем давление в струе газа внутри этого же конуса. Протяженность скачка давления в отличие от волны давления очень мала и равна нескольким длинам свободного пробега молекул. [c.172]

Больщая часть вопросов и задач этой главы относится к нестационарной аэродинамике тел вращения. При этом линеаризованные решения основаны на понятии нестационарных источников (стоков) и диполей. Приводится также информация, связанная с определением нестационарных аэродинамических характеристик тел вращения по аэродинамической теории тонких тел, а также по методу присоединенных масс. Ряд задач посвящен определению аэродинамических характеристик тел вращения произвольной толщины при их установивщемся вращении вокруг поперечной оси и поступательном движении с очень большой сверхзвуковой скоростью. [c.475]

Введение. Стабилизация течений при больших сверхзвуковых скоростях. До середины сороковых годов теоретические и экспериментальные работы по аэродинамике относились к скоростям полета, превышающим скорость звука не более чем в три-пять раз. Имелись лишь отдельные попытки изучения специфических свойств обтекания тел газом при скоростях, во много раз превосходящих скорость з ка. Так, в работе П. С. Эпштейна (см. стр. 163) впервые была произведена оценка сопротивления тел при очень большой сверхзвуковой скорости с помощью методов сверхзвуковой аэродинамики. В этой же работе было обращено внимание на то, что картина движения тела в газе с очень большой сверхзвуковой скоростью близко напоминает рассматривавшуюся еще И. Ньютоном картину движения в сопротивляющейся среде, состоящей из отдельных, не взаимодействующих между собой частиц. Из рассуждений Ньютона вытекает, что давление, действующее на обращенный вперед элемент движущегося тела, пропорционально квадрату синуса угла встречи элемента с частицами среды. А. Буземан (Handworterbu h der Naturwissens haften, Bd. 4, Jena, 1934) получил приближенную формулу для расчета давлений на поверхности головной части профилей и тел вращения, уточняющую формулу Ньютона путем учета центробежных сил в слое частиц, движущихся после неупругого соударения с телом вдоль его поверхности. [c.182]

Другим предельным случаем движения тонких тел, когда проведенная в главе IV линеаризация неприменима, является движение тонких тел с очень большими сверхзвуковыми скоростями. Такие движения называются гиперзвуковыми. При гиперзвуко-вых движениях впереди тела образуются мощные ударные волны, приводящие к неизоэнтропическому возмущенному движению газа, которое не может быть изучено методом обычной линеаризации основных уравнений газовой динамики. [c.402]

Если иметь в виду диапазон скоростей движения летательных аппаратов от малых дозвуковых до очень больших сверхзвуковых, то, ак уже указывалась, можно выделить следующие основные разделы в науке об исследовании обтекания аэродинамика несжимаемой жидкости, или гидродинамика (число Маха обтекающего потока М = 0), и аэродииамика больших скоростей. Последняя в свою очередь подразделяется на аэродинамику дозвуковых (М<1) и околозвуковых (транс ЗВ у к о в Ы X, М5К 1) скоростей, а также аэродинамику сверхзвуковых (М>1) и гиперзвуковых (М>1) течений. Необходимо подчеркнуть, что в каждом из этих разделов исследуются процессы обтекания, которые характеризуются некоторыми специфическими особенностями, свойственными потокам с указанными числами Маха, По этой причине исследования таких потоков могут бази-роваться на различной математической основе. [c.10]

В механике жидкостей и газов наблюдается сходный процесс. Необходимость учета сжимаемости среды при движениях с большими дозвуковыми, затем околозвуковыми и сверхзвуковыми скоростями, когда термодинамика процесса играет первостепенную роль, заставляет все больше усилий уделять газовой динампке — дисциплине, в начале века составляющей небольшую главу механики, а теперь соперничающей по объему материала и размаху исследований с классической аэродинамикой. Изучаются движения в газообразной среде и с так называемыми ги-перзвуковыми скоростями — скоростями космических кораблей и метеоров, когда надо принимать во внимание и диссоциацию молекул газа. В гидромеханике схема идеальной жидкости в двумерных стационарных задачах при современных возможностях математического аппарата представляется почти исчерпанной. Больше внимания привлекают пестациопарные задачи плоского движения идеальной жидкости и трехмерные задачи и особенно механика вязкой (несжимаемой) жидкости. Статистические методы остаются основными в теории турбулентности, где еще предстоит решить ряд кардинальных проблем. Очень большое место занимают теперь такие разделы, как движение жидкости и газа в пористых средах, теория взрывных процессов на основе гидродинамической схемы, теплопередача при движении жидкостей и газов. [c.301]

Самолета в штопор на сверхзвуковых скоростях. Движенйе самолета при этом обычно происходит с резкими и очень большими по амплитуде колебаниями перегрузок и угловых скоростей относительно всех трех осей. [c.190]

Расширение газа при переходе от состояния покоя к движению со сверхзвуковой скоростью можно осуществить с очень малыми потерями давления, т. е. практически по пдеа.льпой адиабате для этого следует лишь подобрать достаточно плавную форму сопла Лаваля. Наоборот, сжатие воздуха за счёт уменьшения скорости от сверхзвукового её значения до нулевого не удаётся произвести без больших потерь энергии. Переход от сверхзвуковой скорости к дозвуковой всегда осуществляется скачками и сопровождается резким повышением давления, температуры, плотности и энтропии газа. [c.677]

Другими примерами существенных эффектов, которые могут проявляться в модельных опытах и отсутствовать в подлежащих изучению натурных явлениях, могут служить эффекты кавитации, возникающие при движении тел в воде, и эффекты конденсации газов в испытательных установках. Возникновение этих эффектов связано с понижением размер ных значений давления и температуры в некоторых областях движущейся среды. (Кавитация — это испарение воды в области низких давлений, а конденсация воздуха в аэродинамических трубах может происходить за счет очень резкого падения температуры при адиабатическом расширении частиц газа в некоторых частях газового потока.) Для устранения кавитации в воде требуется (см. гл. VIII) повышать несущественное внешнее давление в бесконечности Роо- Для устранения конденсации газа требуется увеличивать в набегающем потоке температуру Гоо, несущественную с точки зрения критериев подобия в первоначальной постановке задачи. В связи с этим в аэродинамических трубах с большими сверхзвуковыми скоростями осуществляется, вообще говоря, значительный подогрев рабочего газа. [c.430]

Наиболее полно разработаны методы расчета, основанные на линейной теории сверхзвукового обтекания тонких тел. В основу этой теории положены предположения о том, что форма тела и характер его движения в сверхзвуковом потоке обеспечивают малость возмущений, т. е. малое отличие всех газодинамических параметров в возмущенной области течения от значений этих параметров в набегающем равномерном потоке. Из всех работ, посвященных линейной теории нестационарного сверхзвукового обтекания тел, следует упомянуть две монографии [1, 2]. Первая книга содержит ряд фундаментальных результатов, позволяющих разработать методы расчета нестационарного сверхзвукового обтекания тонкого крьша произвольной формы. Во второй книге дано систематическое изложение теории нестащюнарного сверхзвукового обтекания тонких тел различной формы. Следует также отметить большую и очень полезную работу, выполненную под руководством С. М. Белоцерковского, при создании атласа стационарных и нестационарных аэродинамических характеристик крыльев различной формы в плане [3]. [c.68]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...