Гиперзвуковое число Маха

Если тело проходит сквозь атмосферу или движется в ней с гиперзвуковым числом Маха ), то оно совершает над окружающей средой значительную работу, связанную с преодолением сопротивления. Таким телом может быть баллистический снаряд большого радиуса действия или самолет-снаряд, спутник, входящий в атмосферу, метеорит или любой другой объект внеземного происхождения, встретившийся с земной атмосферой. Работа, затраченная телом на преодоление сопротивления, в конечном счете проявляется в виде тепла. Это повышает температуру в следе за телом и увеличивает приток тепла к телу. Интервал времени, в течение которого тело совершает большую работу сопротивления, может быть достаточно большим, как, например, у самолетов-снарядов, или очень коротким, как у конусов головок баллистических ракет, спутников, возвращающихся на Землю, или метеоритов. [c.12]

В этой книге под гиперзвуковым числом Маха мы понимаем число Маха, достаточно большое для того, чтобы в высокотемпературных областях газа около тела начало диссоциировать заметное количество молекул. Для главной составляющей земной атмосферы Ог это число Маха приблизительно равно 6. Для предполагаемого главного компонента атмосферы Венеры СОг — около 10. Для предполагаемого главного компонента атмосферы Юпитера СН4 — около 5,5. [c.12]

Уже давно известно, что расширение течения от окрестности критической точки затупленного двумерного тела вокруг угла до направления, параллельного скорости в невозмущенном потоке, не вызывает немедленно падения давления до давления в невозмущенном потоке, когда число Маха в невозмущенном потоке существенно больше единицы. Все поле течения между головной ударной волной и поверхностью тела, параллельной вектору скорости в набегающем потоке, будет наполнять серия волн разрежения, проходя через которые течение ускоряется до тех пор, пока давление на поверхности ие упадет до давления в набегающем потоке. Бертрам и Гендерсон ) опубликовали результаты расчетов распределения давления вдоль поверхности затупленной пластины, установленной параллельно набегающему потоку, выполненные разработанным Ферри методом характеристик для завихренного течения. Расчеты были сделаны для нескольких пластин,. имеющих переднюю кромку в форме клина, угол при вершине которого выбирался для каждого гиперзвукового числа Маха так, чтобы скорость на поверхности клина была звуковой. Тогда вокруг угла, вершина которого лежит в точке сопряжения поверхности пластины и грани клина, устанавливается течение Прандтля — Майера. Метод характеристик для завихренных течений используется для расчета изменения давления вниз за угловой точкой. Волны разрежения Прандтля — Майера отражаются от головной ударной волны (при этом интенсивность ударной волны уменьшается) и от поверхности пластины снова в виде [c.218]

ПЛОТНОСТИ И температуры газа с изменением скорости, а число Маха зависит от скорости линейно. Наоборот, при гиперзвуковых скоростях (М 1) даже небольшое изменение скорости течения ведет к заметному изменению состояния газа и числа Маха. [c.107]

Исключая из (1) и (5) множитель т/ю и выполняя интегрирование, получаем характерную для гиперзвуковых течений зависимость давления от числа Маха [c.107]

Иначе говоря, в случае Ми при малых углах наклона скачка а число Маха за скачком будет очень большим. Если скачок имеет небольшую интенсивность, то числа Маха перед и за скачком при гиперзвуковой скорости имеют значения одного и того же порядка. [c.114]

Из этих зависимостей следует, что при гиперзвуковых скоростях в плоской косой ударной волне изменение параметров определяется (как и в течении Прандтля — Майера) одним критерием Кц — МнСО — произведением числа Маха на угол отклонения потока. [c.114]

Далее, так как из нашего определения гиперзвуковых скоростей следует, что нас интересуют числа Маха, превосходящие 6, то для воздуха имеем [c.14]

Рассмотрим рис. 6.1, где схематически изображено гиперзвуковое течение около плоской заостренной пластины и приведена система координат, которой мы будем пользоваться в дальнейшем. Благодаря повороту потока газа в области между границей пограничного слоя и ударной волной давление и число Маха на границе пограничного слоя будут зависеть от 5 так, как если бы мы в невязкий гиперзвуковой поток газа поместили вместо плоской пластины тело, форма которого определена границей пограничного слоя (более точно, форма этого тела должна определяться толщиной вытеснения). Познакомимся теперь с задачей приближенного определения давления на внешней границе пограничного слоя. [c.198]

Отсюда следует важный для приложений закон подобия при гиперзвуковом обтекании тонких тел описание поля течения в штрихованных переменных (вводимых согласно (6)) для семейства аффинно-подобных тел, определяемых значение.м угла наклона в, в фиксированной характерной точке и обтекаемых с различными (большими) числами Маха Мх, зависит только от величины К = Поэтому К и называется параметром ги- [c.312]

В методе расчета все переменные представляют в безразмерном виде, относя плотность, скорость, давление, удельную энтальпию к значениям при критическом режиме соответственно плотности газа р р, скорости звука а р, удвоенного скоростного 2 2 напора Ркрйкр квадрата скорости звука акр, а все размеры — к некоторому характерному размеру I. В задачах внешнего обтекания, особенно при гиперзвуковых скоростях, в качестве характерных масштабов лучше брать р , и РооТ 1, которые явля-ются функциями числа Маха М , и скорости звука а . [c.278]

На рис. 5.5 изображены положения головных ударных волн, полученные в расчетах обтекания сферы для различных чисел Маха набегаюгцего потока (М = = 2,0 2, 94 8,0 50,0). Отметим, что численный метод позволяет рассчитывать течение около сферы вплоть до 110° по центральному углу. Во всех случаях для достижения среднеквадратичной точности менее 1 % требуется не более десяти глобальных итераций. Однако сходимость при малых числах Маха хуже, чем при больпгих значениях. Черными и светлыми квадратиками отмечены результаты, полученные методом установления, соответственно для чисел Маха М = 2, 94 207] и М = 8,0 [223]. Анализ полученных в расчетах распределений давления поперек ударного слоя, плотности нормальной и касательной составляюгцей скорости в различных сечениях показал, что при VI = 8 осугцествляется переход к гиперзвуковому режиму, когда характеристики течения уже не зависят от числа Маха (параметры при числах Маха М = 8 и М = 50 практически совпадают). [c.203]

Аэродинамические явления, происходящие при полете управляемых снарядов, ракет и высокоскоростных самолетов, определяются тем, что числа Маха полета достигают довольно больших значений, порядка 5-10-20. Течения с такими числами Маха получили название гиперзвуковых. Основной задачей теории гиперзвуковых течений является задача обтекания ко-неч1Юго тела сверхзвуковы.м потоко.м при больших числах Маха. При установившемся гиперзвуковом обтекании перед телом возникает сильный, вообще говоря, отошедший скачок уплотнения (головная ударная волна), отделяющий невозмущенный набегающий поток от области неравномерного течения между скачком и телом. [c.306]

Обтекание заостренного тела. Рассматривается задача обтекания тела сверхзвуковым потоком в предположении, что углы наююна поверхности тела к направлению невозмущенного течения всюду малы, а число Маха М1 велико, причем пара. гетр подобия К имеет величину порядка единицы. В этом случае головной скачок уплотнения присоединен к переднему острию (рис. 1) и течение между скачком и телом описывается уравнениями гиперзвукового приближения. Для получения этих уравнений вводится малый параметр (5 = 1/М1 и представление основных величин формируется с учетом предельных формул (5). При это.м надо еще учесть, что вдоль линий тока йу tgвdx или, в рассматриваемом приближении, у = 5К йх. Поэтому для правильного представления наклонов линий тока необходимо увеличить ординаты у в 1/5 раз. Эти соображения приводят к следующим форму- [c.309]

Итак, задача обтекания заостренного тела в гиперзвуковом приближении оказывается равносильной задаче о неустановившемся движении газа, возникаюшем под действием поршня, вдвигающегося в покоящийся газ по заданному закону (И) и порождающего впереди себя ударную волну. В этом смысле говорят о поршневой аналогш1 (или поршневом приближении) при гиперзвуковом обтекании тонких тел. Эта аналогия поясняется на рис. 1, где выделена полоса, играющая роль трубы, в которой по состоянию 1 распространяется ударная волна (элемент головного скачка), когда поршень (элемент поверхности тела) вдвигается в газ 1. При этом полоса считается неподвижной, а тело — движущи.мся в отрицательном направлении оси х со скоростью ( . Можно показать (см. [11]), что поршневая аналогия справедлива не только для плоскопараллельного обтекания, но также и в общем случае пространственного обтекания с большим числом Маха тонкого тела сложной конфигурации. При этом требуется выполнение только одного условия всюду в потоке параметр К конечен и имеет порядок единицы. [c.312]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология