Сверхзвуковые скорости полета ракет

При обтекании тел газом с большими сверхзвуковыми скоростями большие температуры получаются не только в критической точке. Действительное распределение температур по поверхности обтекаемого тела связано с процессами диссоциации и ионизации газа и с отсутствием адиабатичности, что обусловлено свойствами вязкости, излучением и теплообменом между газом и обтекаемым телом. Поверхность тела при движении его в газе может сильно нагреваться, плавиться и испаряться. Головные части баллистических и космических ракет при входе в плотные слои атмосферы сильно оплавляются, головки баллистических ракет или космические аппараты не сгорают полностью только благодаря кратковременности их движения в атмосфере в таких условиях. Проблема борьбы с нежелательными эффектами сильного нагревания тел на больших сверхзвуковых скоростях полета в атмосфере является одной из основных аэродинамических проблем. Она связана с выбором материалов и разработкой форм конструкций летательных аппаратов. [c.42]

В течение нескольких лет в США и Франции разрабатывались и выполнялись программы создания дешевых двигателей одноразового применения и их узлов, в частности программа Центра вооружения ВМС США по созданию экспериментальной модели ТРД с тягой 2,9 кН, а также программа по усовершенствованию одноразового ТРД, предназначенного для летательного аппарата со сверхзвуковой скоростью полета на малой высоте. Целью первой из этих программ являлось усовершенствование методов разработки и изготовления силовых установок для использования полученных данных при создании новых двигателей для ракет ВМС. При исследовании двигателя ставились следующие задачи [c.203]

С увеличением сверхзвуковых скоростей полета и увеличением аэродинамического совершенства современных и перспективных ракет все более значительным становится влияние на траекторию полета эффекта донного сопротивления, которое составляет до 30 % аэродинамического сопротивления на пассивном участке траектории, а на активном участке при определенных условиях значительно уменьшается. Эффект донного сопротивления приводит к усилению влияния времени работы ДУ на дальность и среднюю скорость полета ракет. [c.436]

Отношение скорости полета ракеты к скорости звука (число М). От этого отношения зависит сила сопротивления воздуха полету ракеты. При дозвуковых скоростях полета уменьшение отношения скорости Полета ракеты к скорости звука приводит к снижению силы сопротивления, а при больших сверхзвуковых) скоростях уменьшение этого отношения ведет к увеличению силы сопротивления воздуха. [c.61]

При сверхзвуковых скоростях полета звуковые волны отстают от ракеты. Перед ракетой звуковых колебаний нет. В этом случае перед ней происходит сильное сжатие воздуха. Чем выше сверхзвуковая скорость, тем сжатие больше. Сжатую среду воздуха ракете преодолеть значительно труднее. Чем больше сверхзвуковая скорость источника возмущений, тем меньше угол, образующий конус слабых возмущений. [c.73]

Обтекатель должен выдерживать значительные аэродинамические нагрузки и высокую температуру, возникающую вследствие трения ракеты о воздух при сверхзвуковых скоростях полета. [c.31]

Для космических полетов, осуществляемых с большими скоростями, применяют ракеты с жидкостными реактивными двигателями, в которых используют жидкое топливо и жидкие окислители (кислород, перекись водорода и др.). Распыливаемые в камере сгорания топливо и окислитель реагируют при постоянном давлении, обеспечивая образование большого количества газов с очень высокой температурой — До 2500— 3000 С. Расширяясь адиабатно, газы вытекают со сверхзвуковой скоростью, создавая струю, реакция которой и заставляет двигаться ракету. Поскольку воздух в двигатель не забирается, то и работа на сжатие воздуха не затрачивается. Сила тяги не зависит от скорости полета, что является большим преимуществом двигателей такого рода. [c.98]

При этом часто имеет место значительная продолжительность очень малая частота) термических циклов [1], например, длительная работа при наивысшей температуре цикла после пуска атомного реактора или длительный кинетический нагрев при полете самолета или ракеты со сверхзвуковой скоростью, при которой кинетический нагрев поверхности крыла и фюзеляжа достигает 250—300° С. Основные пути повышения сопротивления термической усталости следующие [c.225]

На ведущих кромках корпуса сверхзвуковых реактивных самолетов при скоростях полета около 4 Ма температура может достигать 1000—1500° С, а в головной части ракет при входе в плотные слои атмосферы— 1100—1300° С. В еще более тяжелых температурных условиях работают многие детали прямоточных— воздушно-реактивных и ракетных двигателей, а также некоторые узлы газовой турбины и форсажной камеры газотурбинных двигателей. Понятно, что для работы при таких температурах пригодны лишь тугоплавкие металлы и их сплавы, особенно N5 и Мо, как наиболее легкие и технологичные. [c.174]

Измерение угла ударной волны. Полет сверхзвуковой ракеты вызывает ударную волну, угол наклона которой к оси движения ракеты представляет собой известную функцию скорости движения ракеты и местной скорости звука. Сотрудники Мичиганского университета, приняв за основу эту функцию, определяли скорость звука в верхней атмосфере, а с помош,ью полученных значений скорости вычисляли температуру атмосферы [2]. Положение фронта ударной волны детектировалось по скачку давления выдвижным манометром, помещенным на поверхности носового конуса ракеты. По положению манометрического зонда определялось местонахождение скачка давления, а следовательно, и угол ударной волны. Соответствующие значения температуры показаны на фиг. 6. Результаты, получаемые этим методом, искажаются рассеянием звуковых волн. [c.334]

Элементарные расчеты показывают, что в ядерном реакторе с тепловой мощностью в десять миллионов киловатт можно получить такое количество радиоактивного изотопа, которое, распадаясь, будет выделять мощность порядка 100 ООО кет, достаточную для полета межконтинентальной ракеты со сверхзвуковой скоростью. [c.382]

Таким образом, для современных аэродинамических ракет, имеющих значительную энерговооруженность, которой соответствует большой относительный запас топлива (М . > 0,4) и значительные сверхзвуковые скорости маршевого полета, необходимо программное управление тягой ДУ, обеспечивающее оптимальный профиль скорости ракеты на траектории с учетом накладываемых на ЛТХ ракеты ограничений. Зависимость тяги ДУ от времени имеет, как правило, два уровня тяги стартовый и маршевый. [c.436]

Наибольшую трудность представляют исследования условий полета ракеты, самолета при переходе от дозвуковых скоростей полета к сверхзвуковым. Это связано с тем, что при таком переходе возникают новые условия обтекания появляются скачки уплотнения, параметры потока изменяются практически мгновенно. [c.85]

Для сравнения скорости потока со скоростью звука в аэродинамике используют специальный показатель — число М, отношение скорости полета к скорости звука. Чем ближе скорость полета к скорости звука, тем ближе число М к единице. На сверхзвуковых скоростях оно, естественно, больше единицы. При около- и сверхзвуковых скоростях формула для расчета аэродинамического сопротивления не меняется, однако коэффициент в этой формуле изменяется очень сильно. На рисунке 28 показана его зависимость от числа М для одной из баллистических ракет. На этом же рисунке, сбоку, показано, как на [c.42]

Па этих ракетах впервые нашел применение новый для советского ракетостроения материал— титан. Этот металл, способный сохранять высокие механические свойства при значительных температурах, оказался незаменим в условиях длительного полета на больших сверхзвуковых скоростях. [c.86]

Механика тел переменной массы начала интенсивно развиваться под влиянием фантастических проектов о межпланетных путешествиях, но, только получив реальные применения на Земле, она становится сейчас научной базой триумфальных полетов в космосе. В последние 15 лет XX в. (1950—1965) были созданы межконтинентальные и глобальные ракеты, зенитные управляемые ракеты, реактивные сверхзвуковые самолеты. 4 октября 1957 г. в Советском Союзе был выведен на эллиптическую орбиту первый в мире искусственный спутник Земли, получена первая космическая скорость и реально сделан первый великий шаг человечества в овладении тайнами космического пространства. Ракетостроители нашей страны первыми получили вторую космическую скорость и осуществили 2 января 1959 г. успешный пуск космической ракеты в сторону Луны. Советский гражданин летчик-космонавт Ю. А. Гагарин первым в мире совершил полет в космическом пространстве. К настоящему времени (июнь 1966 года) уже одиннадцать советских летчиков-космонавтов выполнили успешные полеты в космосе. [c.13]

Общие методы теоретической механики открывались и формировались в значительной степени под влиянием запросов вновь нарождающихся и развивающихся областей техники. Прелесть новизны является одним из существенных стимулов и научного образования, и научного исследования. Наше время (сороковые — шестидесятые годы XX в.) отмечено величайшей научно-технической революцией. Овладение процессами высвобождения ядерной энергии, уверенные полеты со сверхзвуковыми и космическими скоростями, создание многоступенчатых ракет с прецизионными системами автономного управления движением, все прогрессирующее развитие электронных вычислительных машин необычайно ускорили мировой научно-технический прогресс. Пробуждены и организованы такие силы промышленности и науки, о которых даже и не мечтали в предшествующие периоды истории человеческого общества. Прогрессивное революционизирующее воздействие новых областей техники выкристаллизовывается в беге времени все отчетливее и в классической механике. Ракетная техника оказала и оказывает особенно плодотворное влияние на содержание и методы класси- [c.140]

Считая вариационные принципы механики и методы исследования, основанные на достижениях вариационного исчисления, наиболее прогрессивными и многообещающими для дальнейших открытий, мы посвятили специальный раздел этому кругу проблем. Автор надеется, что преподаватели и учащиеся высшей школы найдут в этом разделе благодарный материал для самостоятельных исследований. По-видимому, вариационные задачи динамики ракет и самолетов, рассмотренные в разделе IV, будут хорошим дополнением к традиционной тематике научных студенческих кружков и обществ, а в ряде случаев намеченные здесь вопросы можно использовать и для дипломных сочинений. В разделе Введение в аэрогидромеханику добавлено рассмотрение современного состояния знаний о земной атмосфере и приводятся некоторые данные о подъемной силе и лобовом сопротивлении при больших (околозвуковых и сверхзвуковых) скоростях полета. [c.4]

Максимальное аэродинамическое качество является важнейшей характеристикой, определяющей аэродинамическое совершенство ЛА. начение этой характеристики различно для различных типов ЛА и зависит как от аэродинамической формы ЛА, так и от условий полета. Такт, у головных частей ракет прн полете в атмосфере с большой сверхзвуковой скоростью величина пределах от 0,5 до 3-4 единиц в зависимости от аэродинамической формы ГЧ. У крылатых Л А самолетной схемы при сверхзвуковых скоростях полета ,3 = 8-10. Наибольшая величина максимального аэродинамического качества достигается у лучших конструкций спортивных планеров, предназначенных для совершения длительного парящего полета на небольших дозвуковых скоростях, и может составлять 40-45 еднн щ. [c.55]

Последняя задача была хорошо известна до наступления эпохи сверхзвукового полета. Математики и физики-теоретики хорошо поработали в этой области, так что для новых применений в аэродинамике можно было без труда использовать уже готовые методы решения. Аналогия с распространением волн в двух нанравлениях не ограничена крыльями, но ее также применяют к сверхзвуковому течению вокруг топких обтекаемых тел. Действительно в одной из моих работ, выпол-ненной совместно с Нортоном Б. Муром в 1932 году, был применен один метод, хорошо известный в теории распространения волн, так называемый метод источников, для расчета сопротивления удлиненных тел типа ракет, двигаюш,ихся со сверхзвуковой скоростью [10]. Эта работа появилась до выхода массы статьей, рассматриваюш,их трехмерную теорию сверхзвукового крыла. [c.121]

К середине сороковых годов положение начало изменяться. Обширные теоретические исследования, эксперименты в аэродинамических трубах и на летаюш,их моделях привели к тому, что одна за другой стали находить решение основные проблемы полета управляемых летательных аппаратов со сверхзвуковой скоростью. На исходе второй мировой войны появились баллистические ракеты со скоростью, в пять-шесть раз большей скорости звука. [c.183]

Первой системой, разработанной согласно этому проекту, бьша ракета Прайвит-А ( Private-A ), имевшая длину около 2,4 метра. Она бьша сконструирована для полета со сверхзвуковой скоростью и поэтому имела заостренный носовой конус. В нижней части ракеты бьши смонтированы четыре пера стабилизатора, причем каждое из них выступало из корпуса двигательного отсека на 30 сантиметров. Полный вес ракеты составлял более 225 килограммов, включая полезную нагрузку в 27 килограммов. Снабженная двигательной установкой на твердом топливе фирмы Аэроджет ( Aerojet ), ракета создавала тягу порядка 450 килограммов в течение более 30 секунд. [c.342]

Крылатые сверхзвуковые ракеты дальнего действия. Американская фир. ма Норт-Америкен разрабатывает проект межконтинентальной сверх, звуковой крылатой ракеты Навахо , приводимой в движение прямоточными СПВРД (см. фит. 21). Скорость полета Мн=2,5 3 на высоте более 15 000 ж. Расчетная дальность — 8000 км. Управление ракетой должно осуществляться методом астронавигации. Грузоподъемность достаточна для перевозки с одного континента на другой самых тяжелых атомных и водородных бомб К [c.346]

Органы управления данного вида характерны для головных частей баллистических ракет, предназначенных для полета в атмосфере с большими сверхзвуковыми скоростями в условиях интенсивного теплового воздействия со стороны набегающего воздушного потока, сопровождающегося обгаром н уносом теплозащитного покрытия. Эти условия, а также особенности ф нкц юнально-целевого предназначения головных частей как средств доставки боевого заряда к цели, диктуют иеобходимость использования наиболее простых аэродинамических форм головных частей (в виде тел вращения) и применения на них таких органов управления, которые при высокой эффективности наименьшим образом искажают аэродинамическую форму головной части и надежно [c.73]

Осенью 1960 г. генеральным конструктором П.О. Сухим в Государственный комитет по авиационной технике было внесено предложение о создании дальнего сверхзвукового ударного самолета-разведчика с двумя ракетами и двумя подвесными топливными баками с крейсерской скоростью полета 2500-2650 км/ч, дальностью 7-8 тыс. км и возможностью полета на высоте 18-22 км. Без топливных баков его скорость составляла 3000 км/ч и дальность уменьшалась до 6-6,5 тыс. км. Кроме того, приказом по ГКАТ №376 от 3 ноября 1961 г. было предписано начальникам ЦАГИ, ЛИИ, ЦИАМ, ВИАМ и НИАТ обеспечить совместную работу с заводом №51 по продувкам моделей, выбору материалов конструкции, выбору параметров самолета и другим вопросам, а главному конструктору ОКБ-36 (ОКБ им. П.А Колесова) П.А. Колесову и генеральным конструкторам ОКБ-300 и ОКБ-165 С.К. Туман- [c.10]

Вторая ступень составной ракеты была крылатой, а в качестве двигателя, который должен был работать на всем маршруте, предлагался сверхзвуковой прямоточный воздушно-ре-активный двигатель конструкции Михаила Бондарюка. Расчеты показали, что при высоте полета в 20 километров может быть получена требуемая дальность при скорости до 3 Махов. [c.78]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...