Аэродинамические ударные трубы

Аэродинамические ударные трубы [c.48]

В ударных трубах можно увеличить скорость движения газа в рабочей пробке, если на выходе из отсека низкого давления установить расширяющееся сопло. В этих условиях модель обтекается газом, истекающим из сопла, в условиях высоких скоростей и температур. Схема такой аэродинамической ударной трубы показана на рис. 1.5.3. [c.48]

Рис. 1.5.3. Схема аэродинамической ударной трубы

Методы, использующие искусственные потоки газа или жидкости, создаваемые вентилятором, насосом или каким-либо, другим путем. Сюда можно отнести аэродинамические, гидродинамические и ударные трубы, почти все установки для исследования работы элементов проточной части энергетических машин, большую часть экспериментальных водяных и газовоздушных установок лабораторий заводов и конструкторских бюро. В зависимости от того, действует ли созданный искусственный поток постоянно (и течение длительного времени) или кратковременно, все установки последнего типа могут быть установками (трубами) постоянного либо кратковременного действия. [c.463]

Для изучения распространения ударной волны и получения некоторых ее характеристик представляет интерес исследование развития пограничного слоя при внезапном возникновении движения. С этой целью в качестве экспериментальной установки была применена так называемая ударная аэродинамическая труба. В настоящей статье описаны экспериментальные исследования некоторых неустановившихся кратковременных процессов в пограничном слое. Одним из таких процессов является развитие пограничного слоя на стенках ударной трубы. Этот процесс представляет интерес, поскольку в нем выявляется причина отклонения потока от идеального, который согласно теории невязкого потока описывается разрывной (ступенчатой) функцией. Другая задача связана с рассмотрением процесса развития пограничного слоя до достижения им установившегося состояния на моделях, укрепленных внутри ударной трубы. Это явление представляет особый интерес для изучения кратковременных неустановившихся и установившихся потоков, обтекающих модели, поскольку распределение давления на моделях зависит от состояния пограничного слоя. [c.229]

В последнее время разработаны многочисленные системы аэродинамических установок кратковременного, импульсного действия, наиболее распространенными среди которых являются ударные трубы. Теория ударных труб и других импульсных установок основана на теории одномерных нестационарных движений сжимаемого газа, которая также входит в данный курс лекций. Ударные трубы стали в последнее время мощным инструментом не только аэродинамического, но и физического эксперимента, позволяющим изучать свойства на атомно-моле-кулярном уровне. [c.13]

Конечно, реальные ударные трубы для аэродинамических и фи-зико-химических экспериментов и реальные метательные установки устроены намного сложнее описанных выше схем. [c.219]

Современная техника космических скоростей выдвигает ряд сложных и трудных задач, решение которых требует создания новых методов аэродинамических исследований. Существующий хорошо разработанный метод ударных труб из-за относительно низких скоростей и температур газа не всегда является удовлетворительным. [c.59]

Б. Д. X э н ш е л л. Некоторые аспекты использования ударных труб в аэродинамических исследованиях.— В сб. Ударные трубы. ИЛ, 1962. [c.91]

Нестационарные задачи газодинамических внутренних течений имеют многочисленные приложения 12,13]. В последние годы большой интерес уделяется исследованию распространения по соплу возмущений, задаваемых в его входном сечении, и задачам запуска сверхзвукового сопла. Первая из них в линейной постановке рассмотрена в 3.6. Вторая задача обсуждается ниже. В настоящее время проведено значительное число исследований по запуску сверхзвуковых аэродинамических труб, ударных труб переменного сечения, по изучению импульсных газодинамических лазеров, связанных с проблемой запуска сверхзвукового сопла [12, 21, 22, 42-44, 104, 226, 262]. [c.242]

В третьей главе рассматриваются техника и методика измерения параметров газовых течений. Важнейшим моментом таких измерений является тарировка соответствующих приборов и устройств (манометры и насадки давлений, термоанемометры, аэродинамические весы и др.). Сама техника измерений рассматривается применительно к опытному определению скорости и давления, турбулентности и скоса потока в рабочей части аэродинамической трубы, а также параметров газа в ударной трубе. [c.5]

В ударных трубах газ разогревается до высоких температур, что позволяет проводить исследование процессов аэродинамического нагрева, однако числа М2 в рабочей пробке невелики (не более 54-6). [c.48]

Если жидкость становится проводником электричества, то к сложностям гидродинамики добавляются сложности электродинамики. Многообразие решений, которые кажутся возможными при таком взаимодействии, может даже расширить суш,ествуюш,ий диапазон применения гидродинамики. Покажем ширину этого диапазона на нескольких примерах. Имеются сведения, что можно управлять аэродинамическим пограничным слоем более удовлетворительным образом, чем путем его сдувания или всасывания, используя магнитогидродинамический эффект. Уже построены ударные трубы и плазменные генераторы, дающие потоки вещества, скорости которых в несколько раз, а температуры во много раз выше скоростей и температур потоков, полученных нри выделении химической энергии или путем нагнетания. С применением магнитогидродинамики становятся возможными ракетные двигатели, величины удельного импульса которых выше величин удельного импульса любых двигателей, даже сегодня еще только проектируемых оказывается, что магнитогидродинамика имеет непосредственное отношение к управлению колоссальным потенциалом энергии термоядерной реакции. [c.546]

Теория скачков уплотнения (ударных воли) имеет большое значение для изучения закономерностей сверхзвуковых газовых потоков. Без знания ее невозможно рассчитать аэродинамические х,а-рактеристики летательных аппаратов, движущихся со сверх- и гиперзвуковыми скоростями определить рабочие параметры их воздухозаборных устройств, органов управления спроектировать сверхзвуковые и ударные аэродинамические трубы изучить сложные процессы струйных взаимодействий. [c.98]

На рис. 1.18 показана фотография, полученная при обтекании тела с острой носовой частью сверхзвуковым потоком в аэродинамической трубе. На ней видны головные и хвостовые скачки. Фотографировать скачки удается потому, что коэффициент преломления света в воздухе зависит от плотности последнего, а плотность скачкообразно изменяется во фронте ударной волны. [c.30]

Явления, которые учитываются членом р ш), могут явиться причиной значительного изменения температуры газа, который очень быстро расширяется или сжимается, например как в компрессорах, турбинах и ударных аэродинамических трубах. [c.24]

Подобным образом бичом первых сверхзвуковых аэродинамических труб были ударные волны, возникавшие из-за конденсации водяных паров в воздухе — еще одна скрытая переменная , которую игнорируют при постановке задач по Навье и Стоксу см, [16, гл. 5]. [c.49]

Следует заметить, что угол наклона ударной волны при отрыве почти не зависит от формы носовой части тела, однако угол присоединения полностью определяется формой носовой части тела [56]. В некоторых случаях неустойчивость течения связана с перемещением точки перехода пограничного слоя на игле, а движение точки перехода зависит от турбулентности в набегающем потоке воздуха, вызываемой крупномасштабными возмущениями на входе в аэродинамическую трубу. [c.247]

По этой причине ударную волну называют также скачком уплотнения. Скачки уплотнения удобно наблюдать в сверхзвуковых аэродинамических трубах при обтекании воздухом неподвижных твёрдых тел. [c.76]

До сих пор мы рассматривали обтекание тел с достаточно острым носком для того, чтобы угол отклонения скачка не превышал критического значения, определяемого ударной полярой, и чтобы ударная волна начиналась от передней точки острия тела. В действительности течение газа вокруг остроносых тел начинается с обтекания некоторого затупления, имеюш,егося у вершины носка. При умеренных сверхзвуковых скоростях влияние этого затупления незначительно, и расчет параметров газа можно провести по теории обтекания остроносых тел сверхзвуковым потоком. При необходимости влияние малого затупления можно учесть отдельно (например, продувкой в аэродинамической трубе). [c.414]

В качестве иллюстрации на рис. 4.41 показано распределение воздушных потоков, обтекающих модели зданий. Ясно, что такой эксперимент является чрезвычайно полезным при проектировке строительства зданий и облегчает расчеты действующей на них ветровой нагрузки. При сверхзвуковых испытаниях модель помещается в сопло Лаваля, устанавливаемое в аэродинамической трубе. Потери на образование ударных волн в такой трубе весьма велики, поэтому используются мощные многоступенчатые компрессоры. Широкое распространение получили баллонные аэродинамические трубы, в [c.89]

Благодаря этой способности голографии работать со сложными предметами, интерферометрические эксперименты можно проводить с самыми различными материалами, такими как бетон, образцы камней, металлические предметы, радиодетали, и различными явлениями, такими как струи и ударные волны в аэродинамических трубах и т. п Может -быть, удастся проследить даже за течением химических реакций и диффузии. [c.108]

Прежде всего заметим, что в конечно-разностной схеме влияние вверх по потоку сказывается в сверхзвуковом течении даже при отсутствии вязких членов. Этот эффект проявляется наиболее ярко, если конвективные члены представляются центральными разностями но даже если используются разности против потока, влияние члена с градиентом давления проявляется вверх по потоку. В самом деле, такое влияние вверх по потоку естественно и даже необходимо, например, если когда-то должна перемещаться ударная волна или если когда-то должен быть отключен приток воздуха в аэродинамическую трубу. [c.253]

В полете с большой скоростью дистанция отсоединения скачка уплотнения существенно меньше, чем при обтекании в аэродинамических трубах из-за процессов ионизации и диссоциации в ударном слое. Зависимости нормализованного балансировочного угла атаки и аэродинамического качества от е приведены на рис. 14.11. [c.37]

Несмотря на то, что результаты расчетов, основанные на большом опытном материале по продувкам аэродинамических моделей в трубах ЦАГИ, а впоследствии и летные испытания говорили о хорошем совпадении расчетов и экспериментов с реальными характеристиками самолета, в ОКБ П.О. Сухого был намечен ряд мероприятий, направленных на качественное увеличение дальности полета ударно-разведывательного самолета Т-4. [c.56]

В рамках предварительных исследований проводился анализ траекторий баллистических моделей и возникающих при их движении ударных волн. Эти исследования проводились с использованием фотоснимков, полученных при испытаниях на баллистических трассах, которые дополнялись испытаниями соответствующих моделей в аэродинамической трубе. В результате было установлено, что наилучшей для корпуса сверхзвукового самолета является форма, подобная форме снаряда. Из этих соображений кабина пилота была полностью вписана в геометрический контур фюзеляжа с использованием для этого неразъемного фонаря и расположенной с правой стороны дверцы кабины. Частые аварии и катастрофы вынудили конструкторов использовать типовой фонарь кабины с неподвижной передней и откидной остальной частью. [c.153]

Поэтому при продувке таких решеток в аэродинамических трубах следует предусматривать соответствующую визуализацию течения с волнами разрежения и сжатия. Визуализация ударных волн легче всего осуществляется методом теневой фотографии, а для получения картины течения, имеющего зоны градиентов плотности и взаимодействия скачков уплотнения с пограничным слоем, предпочтительнее использовать шлирен-ме-тоды. [c.106]

Первая и основная проверка рабочей части аэродинамической трубы состоит в том, чтобы она работала как сверхзвуковое сопло. На выходе из сопла должна формироваться система ударных волн, и при дросселировании на выходе статическое давление в рабочей части трубы не должно зависеть от изменения противодавления. Должен существовать широкий диапазон изменения противодавления, при котором число Маха потока в рабочей части трубы не будет меняться в пределах этого диапазона можно пользоваться сверхзвуковой аэродинамической трубой. Если он недостаточен, то необходимо провести доводку проточной части трубы с целью приближения ее характеристик к характеристикам сверхзвукового сопла Лаваля. Лишь после этого можно устанавливать компрессорную решетку в трубу и оценивать ее влияние на течение. [c.107]

При сверхзвуковых числах Маха потока на входе возникают дополнительные осложнения. Для области входа в решетку они связаны, главным образом, с ударными волнами, возникающими на передних кромках лопаток. Эти ударные волны отражаются от верхней стенки рабочей части трубы и могут привести к искажению поля течения перед решеткой. Поэтому в рабочей части аэродинамической трубы необходимо управление течением с помощью щелей или проницаемых стенок. [c.107]

Результаты экспериментов для полубесконечного стержня приведены J. Miklou itz eM [1 247] (1957). Торец возбуждался скачком давления от аэродинамической ударной трубы и измерялись радиальные и осевые перемещения. Показано, что низшая мода точного решения L. Po hhammer a играет основную роль в начальных стадиях процесса на расстояниях порядка нескольких диаметров от конца. Приближенное уравнение, учитывающее радиальную инерцию — уравнение [c.114]

Симметричные удартые волны прн обтекании клина. Ударная труба используется здесь как нестационарная аэродинамическая труба. Интерферограмма демонстрирует картину обтекания воздухом при М — 1,45 комбинации клин-пластинка [c.141]

Излучение и поглощение света. Одно из наиболее характерных явлений, сопровождающих нагревание газа ударной волной до высоких температур,— это свечение газов. При высоких температурах газы, прозрачные в холодном состоянии, излучают и поглощают свет. Излучение нагретых газов в ударной трубе изучалось многими авторами. Особенно много работ посвящено исследованию оптических свойств воздуха. Излучение воздуха в ударной волне, образующейся при движении тела с очень большими скоростями в атмосфере, может давать существенный вклад в нагрев тела, и при достаточно больших скоростях радиационный нагрев оказывается больше аэродинамического. Значительных успехов в теоретическом изучении оптических свойств нагретого воздуха достигла советская школа, возглавляемая Л. М. Биберманом. Обзор работ Л. М. Бибермана и его сотрудников и библиография содержатся в статье Л. М. Бибермана, В. С. Воробьева, Г. Э. Нормана и И. Т. Якубова (1964). [c.230]

По мере развития авиационной, артиллерийской и ракетной техники, совершенствования теоретических основ аэродинамики менялся характер аэродинамических установок от первых, сравнительно небольших по размерам и малоскоростных аэродинамических труб, до гигантских по величине высокоскоростных труб ЦАГИ (1940) и современных гиперзвуковых установок, а также специальных устройств, в которых искусственно создается сверхзвуковой поток разогретого газа (так называемые трубы с подогревом воздуха, ударные трубы, плазменные установки и др.). [c.7]

ЩР1Х параметров и приведена обширная библиография. В результате многочисленных расчетов сделаны выводы о незначительном влиянии (в среднем на 1—2%) межмолекулярных сил на термодинамические и газодинамические параметры, поскольку температура продуктов сгорания высока. В то же время в аэродинамических и ударных трубах приходится иметь дело с рабочими телами, обпа-даюш,ими высокими давлениями тормо/кения (до 100 МПа) и довольно низкими температурами, для которых влияние межмолеку-лярных сил может быть суш,ествеР1ным. В работе [48] теоретически [c.59]

ЛИ некоторую неподвижную поверхность, пересекая которую все элементарные струйки газа одновременно претерпевают скачкообразные изменения скорости движения, плотности, давления и температуры. По этой причине ударную волну называют также скачком уплотнения. Скачки уплотнения удобно на- блюдать в сверхзвуковых аэродинамических трубах при обтекании воздухом неподвижных твердых тел. [c.119]

Грасса ), измерявших ее за ударной волной в ударной аэродинамической трубе начальное давление перед скачком уплотнения составляло 1 мм рт. ст., начальная температура воздуха была близка к 300 К, температура [c.183]

Присоединенные косые ударные волны при обтекании клина сверхзвуковым потоком. Поток воздуха в сверхзвутсовой аэродинамической трубе при М = 1,96 отклоняется заостренным клином с полным углом при вершш1е в 10 и с нижней гранью, параллельной потоку. Фотография, сделанная [c.140]

Магнитогидродинамические устройства по принципу их действия условно можно разделить на две группы. К одной группе относятся устройства, использующие энергию внешнего элек громагнитного поля, преобразуя ее в механическую и тепловую энергию движущейся среды. К этой группе устройств относятся различного рода ускорители плазмы, электромагнитные насосы для жидких металлов, а также некоторые приборы, предназначенные для экспериментов физического характера (электромагнитные ударные и аэродинамические трубы, гомополярники и т. д.). [c.441]

Быстрое развитие сверхзвуковой аэродинамики вызвало возрастающий интерес к сжимаемым нестационарным пограничным слоям. Такие пограничные слои возникают, например, в ударных аэродинамических трубах позади ударных волн или волн разрежения. Исследование нестационарных сжимаемых пограничных слоев необходимо также для определения сопротивления трения и теплопередачи быстро летящего тела, ускоряющего или замедляющего свое движение, и, возможно, изменяющего с течением времени вследствие нагревания температуру своих стенок. Ниже мы рассмотрим два простых примера ламинарного нестационарного сжимаемого пограничного слоя. Первый пример будет касаться пограничного слоя позади ударной волны, а второй — пограничного слоя на неравномерно движущейся продольно -обтекаемой плоской пластине при переменной во времени температуре стенки. Желающих более подробно ознакомиться с нестационарными сжимаемыми пограничными слоями отсылаем к обзорным работам Э. Беккера [ ] и К. Стю-артсона [ ]. [c.407]

В аэродинамическом оксперкментс применяются ударные аэродинамические трубы, в к-рых сжатый и подогретый ударной волной гая поступает через сверхзвуковое сопло в рабочую часть, где устанавливается испытуемая модель. При расширении в сопле теми-ра газа снижается, а скорость и число Маха растут. [c.232]

Р1спытания решеток со сверхзвуковым потоком на входе имитируют течения только в полубесконечной решетке. Фактически бесконечная система ударных волн, существующая перед лопаточным венцом в компрессоре, ограничивается при таких испытаниях решетки ударной волной от первой лопатки, расположенной выше остальных вверх по потоку в аэродинамической трубе. Эта первая лопатка играет ключевую роль в установлении поля сверхзвукового течения перед решеткой. Дополнительную свободу изменения чисел Маха потока на входе в решетку можно получить простым изменением угла установки этой лопатки. Таким образом, при повороте барабана, на котором установлена [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...