Сила в плотном слое

Обычно уравнение движения слоя получают так же, как и для идеальной жидкости, учитывая, однако, сухое трение и сцепление [Л. 68]. Одно из следствий такого приема — в уравнении движения выпадают члены, отражающие параметры газового компонента (плотность, вязкость и др.). Уравнение (9-34) свободно от этого недостатка, отражая физические свойства всех компонентов системы, различая, в частности, силы контактного (сухого) трения частиц и вязкостного трения жидкости. Рассмотрим одномерную задачу движения плотного слоя по оси X. При этом учтем, что в плотном слое величина давления передается только в нормальном направлении. Тогда [c.289]

Но зато ускорения, сообщаемые космическому кораблю другими силами (тягой реактивного двигателя ракеты-носителя и сопротивлением воздуха на участках выхода на орбиту и спуска на Землю), резко возрастают и соответственно возрастают силы инерции. Ускорения, сообщаемые тягой реактивного двигателя при запуске космического корабля и выводе его на орбиту спутника Земли, достигают десятка g. Такой же величины достигают и те ускорения (отрицательные), которые создает сопротивление воздуха при входе космического корабля в плотные слои атмосферы. [c.358]

Отличительная особенность этих летательных аппаратов состоит в том, что они входят в плотные слои атмосферы с очень большой скоростью, а поэтому испытывают сильное влияние аэродинамического нагрева. С целью предохранения от разрушения, вызванного этим нагревом, поверхность этого аппарата должна быть снабжена теплозащитой. Снижение скорости при спуске обеспечивается при помощи тормозных двигателей и парашютов. Существенные недостатки баллистического спуска связаны со значительными перегрузками летательных аппаратов. Эти перегрузки можно уменьшить, если использовать конструкцию спускаемого летательного аппарата с повышенным аэродинамическим качеством, т. е. с увеличенной подъемной силой. При такой подъемной силе ограничение перегрузок одновременно сопровождается снижением угла входа, т. е. уменьшением захвата атмосферой спускаемого аппарата. Это позволяет значительно снизить тепловые нагрузки, повысить маневренность. [c.126]

Планирующие траектории (рис. 1.15.6, траектория 2). Летательные аппараты движутся по такой траектории в плотных слоях атмосферы без приложения силы тяги. В их схеме должны быть предусмотрены крылья, позволяющие обеспечить необходимую подъемную силу и максимальное аэродинамическое качество с целью достижения наибольшей [c.129]

Орбиты спутника и последней ступени ракеты располагались на больших высотах в весьма разреженных слоях атмосферы. Тем не менее наличие сил сопротивления все же вызвало изменение (эволюцию) орбит. Для первых оборотов спутника период обращения уменьшался за сутки на 1,8 сек. Ракета-носитель тормозилась еще более энергично она вошла в плотные слои атмосферы и разрушилась 1 декабря 1957 г., тогда как спутник просуществовал до 4 января 1958 г., совершив в течение 92 суток около 1400 оборотов вокруг Земли. Экспериментальное определение реальных значений плотности верхних атмосферных слоев составило один из основных научных результатов, полученных в итоге полета первого спутника. [c.425]

Один из мощных рычагов воздействия на коэффициент теплообмена а, особенно в кипящих слоях мелких частиц,— скорость фильтрации газа. Ей под силу изменить его почти на порядок по сравнению с теплообменом в плотном слое. Это явление, как было показано выше, связано с возникновением и интенсификацией движения частиц в кипящем слое. [c.143]

При движении фаз одна относительно другой ионы, находящиеся в плотном слое, остаются относительно неподвижными, в то время как ионы, находящиеся в диффузной части, могут перемещаться, например, вместе с движущейся жидкой фазой. Поэтому может иметь место различное распределение зарядов и потенциала в двойном слое. Благодаря наличию кинетического движения некоторая часть ионов, которые притягиваются электростатическими силами к поверхности электрода, рассеивается (диффундирует), [c.29]

При движении фаз одна относительно другой ионы, находящиеся в плотном слое, остаются неподвижными, в то время как ионы диффузного слоя могут перемещаться, например, вместе с движущейся жидкой фазой. В результате в двойном слое может иметь место различное распределение зарядов и потенциала. Вследствие кинетического движения некоторая часть ионов, которые притягиваются электростатическими силами к поверхности электрода, рассеивается и заряд плотного слоя может стать меньше заряда металла. Поверхность металла будет притягивать недостающее число ионов, которые располагаются уже в диффузной части двойного слоя. [c.110]

Опишите движение парашютиста. Какие силы действуют на него в разные моменты падения Опишите движение космического корабля при посадке после его входа в плотные слои атмосферы. Какие силы действуют на корабль в разные моменты падения В какие моменты перегрузка будет наибольшей [c.92]

Аэродинамические силы, действующие на летательный аппарат при баллистическом полете, оказывают заметное влияние на его движение на атмосферном участке, граница которого зависит от массовых и геометрических параметров тела, скорости и угла входа в плотные слои атмосферы. Так, например, для головных частей баллистических ракет при стрельбе на расстояние 10000 км условная граница атмосферного участка начинается с высот 80 км. [c.17]

При движении ракеты в плотных слоях атмосферы необходимо преодолеть силы сопротивления воздуха, и поэтому начальная масса ракеты должна быть еще больше рассчитанной выше однако если ракета проходит плотные слои атмосферы при небольшой скорости, где силы сопротивления относительно невелики, то соответствующее увеличение массы мало. [c.109]

В плотных слоях атмосферы на спутник массы т действует сила сопротивления F = — Pv. Найти зависимость секториальной скорости спутника от длины дуги S его траектории, если = kv а начальное значение секториальной скорости с 12. [c.73]

Наибольшее распространение вращающиеся печи для производства извести получили в США, где дешево топливо и дорога рабочая сила. Там имеются вращающиеся печи с шахтными подогревателем для камня п холодильником для извести, которые работают по принципу теплообмена в плотном слое. Фракции камня 13—25 и 25—50 мм подогревают от 15 [c.250]

До входа в плотные слои атмосферы траектория КА подчиняется законам небесной механики. В атмосфере на аппарат помимо гравитационных сил действуют аэродинамические и центробежные силы, изменяющие форму траектории его движения. Сила притяжения направлена к центру планеты, сила аэродинамического сопротивления по направлению, противоположному вектору скорости, центробежная и подъемная силы - перпендикулярно направлению движения СА. Сила аэродинамического сопротивления уменьшает скорость аппарата, в то время как центробежная и подъемная силы сообщают ему ускорения в направлении, перпендикулярном его движению. [c.120]

На участке выведения расчет траектории ведется численным интегрированием уравнений движения. Затем, пересчитывая параметры конца участка выведения Vк, Гк, -О-к на начальные условия VA, Га, О л свободного полета, можно продолжить траекторию дугой эллипса. Правда, в конце участка свободного полета снова нужно обращаться к численному интегрированию. Головная часть на участке спуска испытывает воздействие скоростного напора, причем значительно большего, чем испытывал корпус ракеты на участке выведения. Таким образом, при входе в плотные слои атмосферы заметно меняется скорость. Но вид самой траектории мало отличается от эллиптической, конечно, если головная часть не снабжена систе.мой самонаведения. Поэтому, если мы не ставим перед собой задачу определить возникающие аэродинамические силы, а нас интересует только полная дальность, то ее вычисление вполне можно произвести по параметрам траектории свободного полета. [c.326]

Рассмотрим несколько подробнее основные особенности и проблемы спуска КА в плотных слоях атмосферы. Прн этом для определенности будем рассматривать наиболее простой баллистический спуск — это спуск без участия подъемной силы, когда на всем участке снижения = О (К = 0). Спуск при участии подъемной силы, когда (К 0), называют в общем случае [c.376]

Следует отметить, что активные силы возникают только во время работы ТДУ, а аэродинамические силы учитывают при движении в плотных слоях атмосферы (прн й < й ). Конкретный вид членов Д, определяется типом спускаемого аппарата [c.478]

Гораздо сложнее может обстоять дело с КА, специальное возвращение которых заранее не предусматривают и оии не снабжены ни специальными системами, ни топливом. Практика космических полетов показывает, что значительная часть таких КА после прекращения работы с ними в силу тех или иных причин, иапример, после выработки ресурса, превращается в космический мусор за счет естественного аэродинамического торможения они постепенно снижаются и входят в плотные слои атмосферы случайным образом, т. е. когда точка входа и соответственно район падения КА заранее неизвестны. Только эа несколько витков до входа в атмосферу можно в некотором вероятностном плане определить этот район (табл. 19.1). [c.501]

Спуск в плотных слоях атмосферы сопровождается значительными динамическими и тепловыми воздействиями иа КА, в результате чего он разрушается, далее происходит полное или частичное сгорание образовавшихся фрагментов. Главные неприятности возникают тогда, когда конструкция КА (его системы, бортовое оборудование и пр.) такова, что до Земли долетает значительная часть нх несгоревших элементов. Учитывая тот факт, что скорости подлета к поверхности велики — десятки и даже сотни м/с, — это связано с весьма отрицательными и даже чрезвычайными последствиями. В силу зтого подобные объекты следует возвращать на Землю цивилизованным способом, т. е. направлять их в максимально безопасные районы, иапример, в свободные от судоходства районы акватории Мирового океана. [c.502]

И еще одно достоинство ракетоплана большие маневренные возможности. Обладая аэродинамическим качеством, орбитальные самолеты будущего смогли бы использовать аэродинамические силы для маневра в плотных слоях атмосферы. А это оказывается значительно более выгодным, чем маневрирование с помощью ракетных двигателей, осуществляемое в космосе сегодня. [c.105]

ПКА должен был сойти с орбиты и возвратиться на Землю, планируя в плотных слоях атмосферы. В начале спуска, в зоне интенсивного теплового нагрева ПКА использовал подъемную силу несущего корпуса оригинальной формы (Сергей Королев дал ему название Лапоток ), а потом, снизив скорость до 500-600 м/с, с высоты 20 километров планировал с помощью раскрывающихся крыльев, сложенных при старте почти вертикально. [c.240]

Предполагается, что некоторое тело, характеризующееся заданным баллистическим коэффициентом = входит со скоростью Уд в атмосферу и начинает аэродинамический спуск, тормозясь в плотных слоях. Здесь С,., S, /V/,, - соответственно аэродинамический коэффициент силы лобового сопротивления, характерная площадь и масса рассматриваемого тела. За границу атмосферы принимается Нд = 80 км, так как именно с этой высоты начинается достаточно сильное ее влияние на параметры движения. Скорость спуска V на данной высоте Н (на которой плотность атмосферы равна р ) рассчитывается по формуле [1] [c.158]

Один из них — это влияние сопротивления атмосферы. При импульсной программе тяги длина активного участка траектории оказывается малой и высокая скорость полета достигается на малом расстоянии от точки старта. Если старт происходит в плотных слоях атмосферы, уменьшение дальности за счет сопротивления воздуха может оказаться более значительным, чем выигрыш, полученный вследствие краткости времени выгорания. Расчет скорости ракеты в конце активного участка при учете сил аэродинамического сопротивления приводится в следующем параграфе. [c.24]

Так как рассматриваемая частица находится в плотном слое, то для исчисления результирующей силы, действующей на частицу, необходимо ее вес суммировать с давлением вышерасполо-женных частиц слоя. [c.331]

При входе пилотируемых космических кораблей в атмосферу планеты с предельно допустимыми сверхкруго-выми скоростями необходима большая отрицательная подъемная сила, которая обеспечила бы полет по траектории равновесного планирования во избежание выхода за пределы атмосферы или крутого пикирования в плотные слои атмосферы. Неуправляемый полет в этом случае существенно неустойчив. В результате возникает задача разработки систем управления подъемной силой для стабилизации таких траекторий. [c.157]

Обычно я сначала рассказываю о практической важности этой задачи. Затем привожу очень ясные и убедительные доводы Годдарда о том, что максимум высоты подъема ракеты при заданном запасе топлива действительно существует. В самом деле, если секундные расходы топлива велики, то ракета будет в плотных слоях атмосферы иметь слишком большую скорость и, следовательно, слишком большую силу лобового сопротивления. Энергия топлива будет в этом случае частично нерационально тратиться на ненужный нагрев атмосферы. Если секундные расходы топлива малы, то реактивная сила может быть меньше начального веса ракеты и, следовательно, высота подъема будет или равна нулю, или очень мала. Очевидно,— пишет Годдард,— что скорость подъема ракеты должна иметь значение, со-ответствуюш.ее каждому месту по высоте . После выяснения физической сути задачи я пишу уравнение Меш.ерского в проекции на вертикаль и показываю, что для однородной атмосферы и однородного гравитационного поля задача Годдарда сводится к простейшей задаче вариационного исчисления, а в обихем случае к вариационной задаче на условный экстремум. Обычно здесь я рассказываю о важности и актуальности исследования задач динамики, характерных тем, что некоторые из действуюш.их на объект сил можно регулировать (программировать) по желанию человека. Так, например, при изучении криволинейных движений ракеты в поле тяготения Земли гравитационная сила вполне детерминирована (задана природой), а реактивная сила может изменяться по желанию конструктора как по величине, так и по направлению. Каждому закону изменения реактивной силы будет соответствовать некоторый закон движения ракеты. Я подчеркиваю (и в течение всего курса неоднократно), [c.209]

Влияние атмосферы. Сила сопротивления разреженной атмосферы определяется выражением F = —/>5 г г, где р —плотность атмосферы, S — площадь поперечного сечения спутника. С каждым оборотом апогей и перигей снижаются, причем перигей опускается медленней, чем апогей. Орбита приближается к круговой. Критической является траектория на высотах 1104-120 км. Далее она круто изгибается, и спутник, попадая в плотные слои атмосферы, сгорает. На высоте h = 120 км р = = 10 кг/м . Полагая 5" = 1 м , получим = 0,62 Н. Отношение возмущающего ускорения к ускорению, создаваемому силой тяжести, составляет т pS[R + h) = 6,5 10 " . На высоте /г = 20 км /9 = = О, Об кг/м , F = 378 Тс. Здесь возникает ударная волна, образование которой приводит к потерям полной энергии. Поскольку скорость спутника в 25 раз превышает скорость звука, то на его лобовой части образуется слой плазмы с температурой 7 + 9 тыс. градусов. Для обеспечения безопасности космонавтов используется способ теплозащиты, получивший название абляционного (от лат. ablatio — устранение). Лобовая часть покрывается пластмассой, которая плавится и испаряется, поглощая тепло и уменьшая поток теплоты внутрь космического аппарата. [c.48]

Ловороту плоскости орбиты может способствовать и аэродинамический маневр при наличии подъемной силы — проход через атмосферу планеты, хотя и требующий довольно сложного управления, но приводящий к экономии топлива. Например, можно почти полностью избавиться от последнего импульса при переходе через бесконечность, так же как это делается вообще при возвращении из района Луны (см. 3 гл. И). Но и при низкой орбите возможен такой маневр [2.111 тормозной импульс заставляет спутник сойти с орбиты, чтобы затем, войдя в плотные слои атмосферы (граница на высоте 100 км), совершить в них вираж и выйти из них уже в другой плоскости со скоростью меньшей, чем скорость входа. Остается теперь двумя разгонными импульсами вывести спутник на орбиту прежней высоты, заодно увеличив еще несколько отклонение плоскости орбиты. Для реальных значений аэродинамических коэффициентов и высоты орбиты до 600 км таким путем можно повернуть орбиту на 40н-50°, выиграв по сравнению с чисто ракетным поворотом массу топлива, составляющую от 0,2 до 0,3 начальной массы спутника на орбите. [c.119]

В процессе полета кроме тяги РДТТ на ракету воздействуют силы тяжести и силы аэродинамического сопротивления. Влияние сил аэродинамического сопротивления у поверхности земли существенно и может составлять до 30. .. 40 % суммарного импульса двигателя. Для уменьшения влияния сил аэродинамического сопротивления можно сократить время полета снаряда в плотных слоях атмосферы, для чего ракета ускоренно выводится на большие высоты, и далее полет продолжается на меньшем уровне тяги. Может оказаться более целесообразным введение паузы между двумя основными режимами тяги, что обеспечит включение второго режима при оптимальном угле наклона траектории снаряда к продольной оси полета. На рис. 7.4 приведена зависимость дальности полета НУРС от относительной протяженности забронированного участка цилиндрической поверхности заряда. Представленные результаты получены для НУРС со следующими характеристиками [c.284]

Наличие аэродинамического сопротивления, которое может оказаться существенным в плотных слоях атмосферы, указывает на желательность программирования тяги двигателя с целью найти наилучший компромисс между потерями скорости на преодоление силы тяжести и на преодоление силы аэродинамического сопротивления. При решении этой задачи будем считать, что оолет ракеты совершается в вертикальной плоскости и в однородном гравитационном поле. Масса двигателя не подвергается непрерььв-ному изменению как это предполагалось в задаче, рассмотренной [c.766]

При движении около Земли в обшем случае следует учитывать еще две силы. Это сила Г1, вызванная нецентральностью сил тяготения Земли (прежде всего из-за несферичности и неравномерной плотности Земли), а также аэродинамическая сила Рз, возникающая при движении КА в плотных слоях атмосферы. [c.53]

Итак, по мере снижения КА в плотных слоях атмосферы его скорость, а следовательно, и полная энергия уменьшаются прн увеличении по модулю траекторного угла и дальности полета Ь. Остается выяснить, достаточно ли эффективно аэродинамическое торможение для полного гашения энергии. Рассмотрим случай, когда 0 достигает величины -90 (вертикальный спуск), а сила сопротивления в каждый момент времени будет равна силе притяжения. Это так называемый режим УСТАН0ВИВШВ"0СЯ спуска [c.371]

В ходе детального изучения движения ОК на витке спуска (после выдачи последнего импульса) было выявлено, что прн боте с комплексом в режиме орбитальной ориентации ОК Мир входит в плотные слои атмосферы грузовым кораблем Прогресс-М вперед . Это нежелательно и опасно, поскольку аэродинамическая компоновка ОК обусловливает в этом сдучае с большой вероятностью появление подъемной силы величина аэродинамического качества могла бы превысить весьма значительную величину 0,2...0,3. В результате при неблагоприятном развитии событий, с учетом очень малого угла входа ОК в плотные слои атмосферы не исключался его рикошет от атмосферы с непредсказуемыми последствиями. Не< ходимо было разработать специальные меры, чтобы предотвратить подобную ситуацию. В частности, рассматривался вариант проведения закрутки ОК Мир вокруг оси 2 (по тангажу) после отработки заключительного импульса. Однако это было сопряжено со многими дополнительными трудностимн и в целом представлялось труд- [c.521]

Интерес представляют не только прямо- и противо-точные потоки, но и перекрестные. Для теплообмена в плотном движущемся слое перекрестный и многоходовой ток газа может создать особые преимущества перед противотоком в связи с большой равномерностью распределения газового потока в слое. Очевидно, что могут быть получены и другие формы существования дисперсных потоков (здесь и в дальнейшем слово сквозных для краткости опускается). В противоточной газовзвеси, часто называемой по предложению 3. Ф. Чуханова падающим слоем , торможение падающих частиц создается встречным потоком газа (аэродинамическое торможение). В ряде случаев все большее значение приобретает противоточная газовзвесь с механическим торможением твердого компонента (с помощью сетчатых и тому подобных вставок). Увеличивающееся при этом время контакта компонентов потока (время теплообмена, химического реагирования и т. п.) позволяет при несколько усложненной конструкции увеличить компактность устройства. В отличие от механически торможенной газовзвеси пульсирующая газовзвесь, исследуемая в ИТиМО АН БССР, характеризуется периодически изменяемой скоростью несущей фазы. Весьма перспективен принцип встречных струй , предложенный и исследованный И. Т. Эльпериным Л. 212, 337, 338]. Повторяющееся столкновение двух прямоточных потоков газовзвеси позволяет резко увеличить местную относительную скорость, концентрацию и, как следствие, интенсифицировать теплообмен. Можно также указать на циклонные и др. потоки, формирующиеся под действием различных искусственно налагаемых полей (электромагнитных, ультразвуковых и др.). В дальнейшем криволинейные и усложненные различными дополнительными устройствами и силами дисперсные потоки, как правило, рассмат- [c.14]

Современное состояние вопроса общего математического описания дисперсных систем нельзя признать до-статочло удовлетворительным, несмотря на растущий интерес к этой проблеме. Каж травило, в работах, шо-священных этому вопросу, фактически используется феноменологический подход к исследованию дисперсного потока в целом. Идея условного континуума п03(В0Ляет полностью использовать математический аппарат механики сплошных сред, но несет с собой погрешности физического порядка тем более существенные, чем значительней макроднскретность системы. Системы таких уравнений, полученные рядом авторов как общие, все же не охватывают класс дисперсных потоков во всем диапазоне концентраций (вплоть до плотного движущегося слоя). Они не учитывают качественного изменения структуры потока и в связи с этим изменения закономерностей распределения частиц, появления новых сил (например, сухого трения), изменения с ростом концентрации (до предельно большой величины) условий однозначности и пр. В основном большинство работ посвящено турбулентному течению без ограничений по концентрациям, хотя при определенных значениях р наступает переход к флюидному транспорту, а затем — плотному слою. Сама теория турбулентности применительно к дисперсным потокам находится по существу в стадии становления (гл. 3). Наиболее перспективные методы — статистические (вероятностные) применяются мало, по-видимому, в силу недостаточной изученности временной и пространственной структур дисперсных систем Общим недостатком предложенных систем уравнений является их незамкнутость, которая объясняется отсутствием конкретных данных о тензорах напряжений и [c.32]

При этом следствием появления Фтх является, как отмечалось выше, увеличение общих сил трения на границах потока, что в продуваемых системах (например, газовзвеси) проявляется в дополнительной потере давления (Арт), а в гравитационных (непродуваемых) системах— в возникновении поперечного градиента скорости слоя. Статические давления компонентов потока р и рт в общем случае нельзя принимать равными. Они отличаются не только на капиллярное давление при большой дисперсности частиц [Л. 279], но и имеют разное приложение в случае связанного движения плотного слоя частиц gradpT также учитывает внутреннее напряжение в материале частицы, которое может возникнуть из-за механических или термических причин. Проекция равнодействующей сил инерции компонентов на ось х равна изменению количества движения элемента Ах Ау Az зо времени по оси х [c.38]

В соответствии с указанными условиями однозначности скорости фаз на входе в канал равны (коэффициент скольжения фаз фг, = = 1), слой не продувается и находится под действием сил предельного равновесия в плотном состоянии. Последнее означает, что твердый компонент достиг такой объемной концентрации, при которой все соседние частицы обязательно кон-тактируются друг с другом. Движение плотного слоя возникает за счет периодического нарушения предельного равновесия, приводящего к конечным деформациям сдвига без разрыва контактов. Однако согласно граничным условиям на стенке канала скорость частиц не падает до нуля. Так как для газовой среды (и)ст = 0, то Фг с,т= ( т/ )ст—>-оо. Наконец, условие ф1,= 1 на входе в канал не означает, как это обычно полагают, автоматического равенства скоростей фаз непродуваемого слоя по длине канала. Предварительные опыты показали, что при определенных условиях и в ядре движущегося слоя возможно небольшое проскальзывание фаз потока. Если пренебречь отмеченными смещениями скорости компонентов слоя, т. е. если положить фч,= 1, то v vi = v n-Если дополнительно принять, что концентрация (пороз-ность) движущегося плотного слоя неизменна (p = onst), то тогда взамен уравнения сплошности (1-30) приближенно получим [c.288]

Отсюда вывод, что в плотном движущемся слое горизонтальная составляющая сил, действующих на частицы, постоянна по сечению канала и аналогична усилию распора в сводах , а вертикальная составляющая изменяется по линейному закону и аналогична силе поддержания [Л. 5, 242]. Нетрудно заметить, что уравнения (9-35) приводятся к виду (9-36) лишь при определенных условиях если принять движение стационарным (т. е. принять dv nldx=Q) и если пренебречь вязкостным трением. [c.289]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...