Измерения скорости газа в ракетно-космической технике

Скачать в pdf «Измерения скорости газа в ракетно-космической технике»


изделия активно влияет на структуру течения за счет вдува газообразных продуктов разрушения теплозащитного материала и требует ввести следующие параметры: молекулярная масса и температура вдуваемого газа, расход вдуваемых газообразных веществ. Таким образом, перечень параметров существенно расширяется.


В зависимости от постановки задачи экспериментального исследования из характерных размерных величин в положительных и отрицательных стендах могут быть составлены безразмерные произведения — критерии подобия. Согласно пи-теореме теории размерностей количество независимых критериев, определяющих условия физического подобия и решения задачи, равно разности между числом таких размерных величин и числом основных размерностей.


Для обтекания тела высокоскоростным потоком в рамках модели совершенного газа количество критериев подобия может


превысить семь. Полное моделирование в такой ситуации невозможно. Поэтому аэродинамические испытания в подавляющем большинстве проводятся на маломасштабных моделях с использованием двух определяющих критериев подобия — чисел Маха


М = v/а = v/ •JkRT и Рейнольдса Re = pvt / ц, где х — координата вдоль поверхности модели. Предпочтение отдается первому, хотя высокие значения числа Rе (106…108) характерны для многих типов летательных аппаратов даже при гиперзвуковых скоростях полета на больших высотах (рис. 3).


Re


107


106


105

Рис. 3. Диапазоны траекторных изменений чисел Рейнольдса в зависимости от чисел Маха для сверхзвуковых летательных аппаратов: 1 — самолеты;


2 — головные части баллистических ракет; 3 — спускаемые космические аппараты


Для газодинамических испытаний тепловой защиты именно область высоких чисел Рейнольдса (Re > 106) представляет особый интерес, поскольку с ними связан переход от ламинарного к турбулентному режиму течения в пограничном слое и, следовательно, резкое изменение интенсивности тепло- и массообмена на обтекаемой поверхности [1]. Поэтому экспериментальное определение скорости газового потока наряду с давлением и температурой является ключевой проблемой, решаемой на аэродинамических установках.

Скачать в pdf «Измерения скорости газа в ракетно-космической технике»