Измерения скорости газа в ракетно-космической технике

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


Испытания в аэродинамической трубе должны обеспечивать сопоставимость данных эксперимента с результатами летных и стендовых испытаний, полученных в аналогичных условиях на других установках. Основные требования к параметрам газа в рабочей части аэродинамической трубы: неравномерность поля скоростей не более 1%, уровень продольного градиента давления минимально возможный, степень турбулентности набегающего потока на уровне атмосферной.


1.2. Использование струйных течений


Газодинамические испытания тепловой защиты, как правило, проводятся на лабораторных установках, на которых характер обтекания моделей существенно отличается от натурных условий. Это обусловлено ограниченностью энергетических возможностей установок и невозможностью изменения их параметров в темпе эксперимента, что исключает моделирование траекторных условий для спускаемых КА и других динамических режимов функционирования реальных изделий.


Весьма эффективно использование высоконапорных струй химических газогенераторов, с помощью которых удается реализовать широкий диапазон давлений заторможенного потока за скачком уплотнения р0 при достаточном размере модели. Это позволяет воспроизвести распределение теплового потока в некоторой окрестности критической точки в области натурных значений чисел Рейнольдса. Имеется возможность изучать явление перехода ламинарного течения в турбулентное над разрушающейся высокотемпературной поверхностью, что можно считать достоинством метода.


Теплосиловое моделирование базируется также на использовании нерасчетных, а точнее, высоконапорных недорасширенных струй. Рабочая область потока, заключенная между висячим скачком и диском Маха (рис. 7), достаточно хорошо описывается моделью истечения газа в вакуум из некоторого фиктивного источника, располагающегося в точке В пересечения начальной характеристики и оси потока. Наклон начальной характеристики определяется числом Ма на срезе сопла.

Рис. 7. Схема течения недорасширенной струи: 1 — висячий скачок; 2 — граница струи; 3 — отраженный скачок; 4 — диск Маха; 5 — веер волн разрежения; 6 — начальная характеристика


Параметры потока в этой области не зависят от давления в окружающей среде рн, что приводит к существенному перерасшире-нию газа. Протяженность области пропорциональна квадратному корню из степени нерасчетности n = ран. Восстановление давления происходит в образующихся висячем и центральном (диске Маха) скачках. Положение этих скачков зависит от нерасчетности струи.

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