|
|
Трансзвуковые аэродннамич. трубы позволяют исследовать модели летат. аппаратов лрн скоростях полета, близких пли ранных скорости звука. Особенностью обтекания тел в этих условиях является большой угол между фронтом возникающих ударных волы и скоростью
Рис. 5. здииси-
>гость пррдгдыю-гг) числа Мг от
ДНКЛСНИН И Т^МВД-
ратуры R форкамере перед СОПЛОМ,
50 70 00
потока перед телом (а≈>90 ). В отличие от условии свободного пол╦та, в А. т. фронт ударной волпм, отразившись от границ рабочей части, может пересечь поверх-
Дополнитегьная сткачка
I,
Рис, 6. Схема трансзвуковой аэродинамической трубы: 1 ≈ сопло; 2 ≈ камрря; 3 ≈ перфорированная стенка; 4 ≈ регулируемая стиорка диффузора; 5 ≈ диффузор; б ≈ модель.
ность модели, искажая е╦ обтекание. 13 трансзвуковых А. т. боковые стенки рабочей части делают щелевыми или перфорированными. Подбирая форму и размер перфорации, можно предотвратить отражение от стенок волн сжатия и разрежения, возникающих при обтекании модели. Проницаемость боковых ctenoK трансзвуковой А. т. (рис. В) позволяет поменять расход ноз-духа через перфорацию путем изменения перепада давлении, что да╦т возможность непрерывно изменять числа М в рабочей части в трансзвуковом диапазоне
Высокотемпературные аэродинамич. трубы ≈ особая группа А. т., позволяющая изучать влияние на анроди-Вамич. характеристики не только боли, тих чисел Л/, но также высоких темгг-р и связанных с ними явлении диссоциации и ионизации газа. Установки :>того типа дозволяют получать значения давления итемм-ры, близкие к натурным, однако время эксперимента получается малым t~ 10≈ 10 ~а с.
а ≈ г.х^ма ударной аэродинамической трубы; и ≈ циклограмма е╦ работы н координатах: к рем л (., длина
ндоль ос» трубы L.
Ударная а э р о д и н а м и ч. т р у б а (рис. 7) состоит из двух цшшндрич. ╦мкостей 1 и 2, сверх ав у нового сопла 3 и вакуумированного газгольдера 4, Мембраны 5 и в отделяют разгоняющий газ от рабочего, а рабочий ≈ от сопла. В начале эксперимента давление
и тем|г-ра разгоняющего газа и отсеке / попытаются до зничляшн, существенно превышающих соответствующие-величиям рабочего газа в отсеке 2. Мембрана 5 разрушается» и разгоняющий гая, отдел╦нный от рабочего т. н. контактной поверхностью, устремляется в отсек 2, при атом в рабочем газе возникает ударная волна. Скорость движения ударной волны / (рис. 7. о) яиачи-телыю больше скорости движении контактной поверхности //. Проходя по рабочему газу, ударная волна повышает » нем давление и тем!г-ру п сообщает ому скорость, равную скорости движении контактной поверхности. Дойдя до мембраны 6, ударная но,:ша отражается от нее п движется по рабочему газу в обратном направлении /', вторично повышая его давление п те.мп-ру, Повышение давления приводит к разрушению мембраны 6, рабочий газ устремляется в енсрхзвуконое сопло 3, ускоряется в н╦м и обтекает исследуемую модель 7. Длительность установившегося обтекания рабочим газом модели т определяется как время, прошедшее с момента разрыва мембраны 6 до момента прихода контактной поверхности 77 пли волны разрежения /// в сопло 3. Повышение давления и темн-рьг рабочего га;*а тем больше, чем больше скорость движущейся в ш>м ударной волны, к-рая зависит от отношения начальных давлений и скоростей звука в отсеках I и 2. В качество разгоняющего газа часто используют нагретый водород или гелий, а в качестве рабочего газа ≈ азот или иоздух.
В ударных А. т. получают давление торможения ~2-tO' Па при теми-ре торможении ≈ 8000 IV и т~(> мс, Для получения высоких знамений давления и темп-ры при достаточной длительности зкснеримопта увеличивают длину отсеков 7 и 2, к-рая у совр. ударных А. т. достигает ≈100 м.
И м п у л ь с н ьт о а г* р о д и ir а м и ч. т р у б ы (рис. 8) значительно более компактны. Они состоят из разрядной камеры 7, отдел╦нной от сверхзвукового сопла 4 мембраной 3. Рабочий газ, выходящий из сопла, проходит рабочую часть 5. где установлена модель в. II поступает в откачанный газгольдер 7. Перед запуском установки давление и камере 1 повышается до заданной величины и между электродами 2 производится разряд батареи конденсаторов. Сила тока в разряде достигает 10е Л. Давление л теми-pa ц камере возрастают, мембрана 3 разрывается и начинается течение газа, давление и темн-ра к-рого в камере 1 достигают в нач. момент 4500 К и 1,5-10s Па. Время эксперимента т ≈10 мс. В процессе эксперимента томп-ра и давление н камере монотонно убывают, а в рабочем газе присутствуют
7.
Рис, 8. Схема импульсной аиродпна-мичоской трубы.
продукты уноса электродов. Увеличение эрозии электродов ограничивает возможности дальнейшего повышении параметров и камере.
О л е к т р о д у г о и ы е а л р о д и н а м и ч. т р у б ы: (рис. 9) представляют собой особый класс установок, обеспечивающих давление в камере ~Ю7 1(а и темп-ру ≈5000 К при времени работы т~5≈10 с. Осн. область их применения ≈ исследи панно свойств теплозащитных материалов, работающих при высоких темп-рак. Дуговой разряд между охлаждаемыми поверхностями центр, электрода в и камеры / вращается магн. нолем, создаваемым катушкой 8. Это уменьшает эрозию электродов, однако она остается значительной, и луговые подогреватели обычно пе применяют в установках, на к-рых исследуют апродинамич. характеристики летат. аппаратов.
X
и
ш
<
X
X
ч о
а
163
")
}
