Гиперзвуковая скорость
Содержание:
- Содержание
- Классификация режимов Маха [ править ]
- Параметры подобия
- Характеристики потока
- Характеристики двигателя ЗМЗ-511/513 ГАЗ-53, 3307, ГАЗ-66
- Параметры подобия
- Почему надо бояться гиперзвуковых ракет?
- Список режимов
- Сухопутные силы
- Классификация режимов Маха [ править ]
- Российский учебно-боевой самолет нового поколения ЯК-130
- Имперские легионы
- Режимы [ править ]
- Характеристики потока [ править ]
- Объявления о продаже ГАЗ 69
- Кто первый начал?
- Классификация скоростей в атмосфере
- Навигация
- Обзор карабина Вепрь Пионер
- История проекта
Содержание
Классификация режимов Маха [ править ]
Хотя «дозвуковой» и «сверхзвуковой» обычно обозначают скорости ниже и выше локальной скорости звука соответственно, аэродинамики часто используют эти термины для обозначения определенных диапазонов значений Маха. Это происходит потому, что около M = 1 существует околозвуковой режим», в котором приближения уравнений Навье – Стокса, используемые для дозвукового расчета, больше не применяются, отчасти потому, что поток локально превышает M = 1, даже когда набегающий поток требуется пояснение число Маха ниже это значение.
«Сверхзвуковой режим» обычно относится к набору чисел Маха, для которого можно использовать линеаризованную теорию; например, там, где ( воздушный ) поток не вступает в химическую реакцию и где теплопередача между воздухом и транспортным средством может разумно не учитываться в расчетах. Обычно НАСА определяет «высокий» гиперзвуковой как любое число Маха от 10 до 25, а скорость входа в атмосферу — как любое число, превышающее 25 Маха. Среди самолетов, работающих в этом режиме, есть Space Shuttle и (теоретически) различные развивающиеся космические самолеты .
В следующей таблице даны ссылки на «режимы» или «диапазоны значений Маха» вместо обычных значений «дозвуковой» и «сверхзвуковой».
Режим |
Скорость |
Общие характеристики самолета |
|||
---|---|---|---|---|---|
Мах Нет | миль / ч |
км / ч |
РС |
||
Дозвуковой | <0,8 |
<614 |
<988 |
<274 |
Чаще всего винтовые и коммерческие турбовентиляторные самолеты с большим удлинением (тонкими) крыльями и закругленными элементами, такими как носовая часть и передние кромки. |
Трансзвуковой | 0,8–1,2 |
614–921 |
988–1482 |
274–412 |
Трансзвуковые летательные аппараты почти всегда имеют стреловидные крылья, которые задерживают расхождение лобового сопротивления, сверхкритические крылья для задержки начала волнового сопротивления и часто имеют конструкции, соответствующие принципам правила площади Уиткомба . |
Сверхзвуковой | 1,2–5 |
921–3836 |
1482–6174 |
412–1715 |
Самолет рассчитан на полет на сверхзвуковых скоростях показывают большие различия в их аэродинамической конструкции из — за радикальных различий в поведении потоков жидкости выше Маха 1. Острые края, тонких аэродинамических профилей -сечений, и все движущиеся стабилизаторомутками являются общими. Современные боевые самолеты должны идти на компромисс, чтобы поддерживать управляемость на малых скоростях; «Настоящие» сверхзвуковые разработки включают истребители F-104 и BAC / Aérospatiale Concorde . |
Гиперзвуковой |
5–10 |
3836–7673 |
6174–12350 |
1715–3430 |
Охлажденная никелевая или титановая кожа; конструкция является высоко интегрированной, а не собранной из отдельных независимо разработанных компонентов, из-за преобладания эффектов интерференции, когда небольшие изменения в каком-либо одном компоненте вызовут большие изменения воздушного потока вокруг всех других компонентов, что, в свою очередь, влияет на их поведение. В результате нельзя спроектировать ни один компонент, не зная, как все остальные компоненты повлияют на все воздушные потоки вокруг летательного аппарата, и любые изменения любого компонента могут потребовать перепроектирования всех других компонентов одновременно; маленькие крылья. См. Boeing X-51 Waverider , BrahMos-II , X-41 Common Aero Vehicle , DF-ZF ,Автомобиль-демонстратор гиперзвуковых технологий , ракета «Шаурья» . |
10–25 |
7673–19180 |
12350–30870 |
3430–8507 |
Температурный контроль становится доминирующим соображением при проектировании. Конструкция должна быть спроектирована для работы в горячем состоянии или быть защищена специальной силикатной плиткой или аналогичным материалом. Химически реагирующий поток также может вызвать коррозию обшивки автомобиля, при этом свободный атомарный кислород присутствует в очень высокоскоростных потоках. Примеры включают 53T6 (17 Махов), Hypersonic Technology Vehicle 2 (20 Махов), DF-41 (25 Махов), HGV-202F (20 Махов) Agni-V (24 Махов) и Авангард (27 Махов). Гиперзвуковые конструкции часто имеют форму из-за повышения аэродинамического нагрева с уменьшениемрадиус кривизны . |
|
> 25 |
> 19030 |
> 30870 |
> 8575 |
Абляционный теплозащитный экран; маленькие или без крыльев; тупая форма. См. « Капсула повторного входа» . |
Параметры подобия
Параметры газовых потоков принято описывать набором критериев подобия, которые позволяют свести практически бесконечное число физических состояний в группы подобия и которые позволяют сравнивать газовые потоки с разными физическими параметрами (давление, температура, скорость и пр.) между собой. Именно на этом принципе основано проведение экспериментов в аэродинамических трубах и перенос результатов этих экспериментов на реальные летательные аппараты, несмотря на то, что в трубных экспериментах размер моделей, скорости потока, тепловые нагрузки и пр. могут сильно отличаться от режимов реального полёта, в то же время, параметры подобия (числа Маха, Рейнольдса, Стантона и пр.) соответствуют полётным.
Для транс- и сверхзвукового или сжимаемого потока, в большинстве случаев таких параметров как число Маха (отношение скорости потока к местной скорости звука) и Рейнольдса достаточно для полного описания потоков. Для гиперзвукового потока данных параметров часто бывает недостаточно. Во-первых, описывающие форму ударной волны уравнения становятся практически независимыми на скоростях от 10 М. Во-вторых, увеличенная температура гиперзвукового потока означает, что эффекты, относящиеся к неидеальным газам становятся заметными.
Учет эффектов в реальном газе означает бо́льшее количество переменных, которые требуются для полного описания состояния газа. Если стационарный газ полностью описывается тремя величинами: давлением, температурой, теплоёмкостью (адиабатическим индексом), а движущийся газ описывается четырьмя переменными, которая включает еще скорость, то горячий газ в химическом равновесии также требует уравнений состояния для составляющих его химических компонентов, а газ с процессами диссоциации и ионизации должен еще включать в себя время как одну из переменных своего состояния. В целом это означает, что в любое выбранное время для неравновесного потока требуется от 10 до 100 переменных для описания состояния газа. Вдобавок, разреженный гиперзвуковой поток (ГП), обычно описываемый в терминах чисел Кнудсена, не подчиняются уравнениям Навье-Стокса и требуют их модификации. ГП обычно категоризируется (или классифицируется) с использованием общей энергии, выраженной с использованием общей энтальпии (мДж/кг), полного давления (кПа) и температуры торможения потока (К) или скорости (км/с).
Для инженерных приложений У. Д. Хэйес развил параметр подобия, близкий к правилу площадей Виткомба, который позволяет инженерам применять результаты одной серии испытаний или расчетов, выполненных для одной модели, к разработке целого семейства подобных конфигураций моделей, при этом не проводя дополнительных испытаний или подробных расчетов.
Характеристики потока
В то время как определение гиперзвукового потока (ГП) достаточно спорно по причине отсутствия четкой границы между сверхзвуковым и гиперзвуковым потоками, ГП может характеризоваться определенными физическими явлениями, которые уже не могут быть проигнорированы при рассмотрении, а именно:
- тонкий слой ударной волны;
- образование вязких ударных слоев;
- появление волн неустойчивости в ПС, не свойственных до- и сверхзвуковым потокам;
- высокотемпературный поток.
Тонкий слой ударной волны
По мере увеличения скорости и соответствующих чисел Маха, плотность позади ударной волны (УВ) также увеличивается, что соответствует уменьшению объема сзади от УВ благодаря сохранению массы. Поэтому, слой ударной волны, то есть объем между аппаратом и УВ становится тонким при высоких числах Маха, создавая тонкий пограничный слой (ПС) вокруг аппарата.
Образование вязких ударных слоев
Часть большой кинетической энергии, заключенной в воздушном потоке, при М > 3 (вязкое течение) преобразуется во внутреннюю энергию за счет вязкого взаимодействия. Увеличение внутренней энергии реализуется в росте температуры. Так как градиент давления, направленный по нормали к потоку в пределах пограничного слоя, приблизительно равен нулю, существенное увеличение температуры при больших числах Маха приводит к уменьшению плотности. Таким образом, ПС на поверхности аппарата растет и при больших числах Маха сливается с тонким слоем ударной волны вблизи носовой части, образуя вязкий ударный слой.
Появление волн неустойчивости в ПС, не свойственных до- и сверхзвуковым потокам
В важной проблеме перехода ламинарного течения в турбулентное для случая обтекания летательного аппарата ключевую роль играют волны неустойчивости, образующиеся в ПС. Рост и последующее нелинейное взаимодействие таких волн преобразует изначально ламинарный поток в турбулентное течение
На до- и сверхзвуковых скоростях ключевую роль в ламинарно-турбулентном переходе играют волны Толмина-Шлихтинга, имеющие вихревую природу. Начиная с М = 4,5 в ПС появляются и начинают доминировать волны акустического типа (II мода или мэкавская мода), благодаря которым происходит переход в турбулентность при классическом сценарии перехода (существует также by-pass механизм перехода).
Высокотемпературный поток
Высокоскоростной поток в лобовой точке аппарата (точке или области торможения) вызывает нагревание газа до очень высоких температур (до нескольких тысяч градусов). Высокие температуры, в свою очередь, создают неравновесные химические свойства потока, которые заключаются в диссоциации и рекомбинации молекул газа, ионизации атомов, химическим реакциям в потоке и с поверхностью аппарата. В этих условиях могут быть существенны процессы конвекции и радиационного теплообмена.
Характеристики двигателя ЗМЗ-511/513 ГАЗ-53, 3307, ГАЗ-66
Параметры подобия
Категоризация воздушного потока основана на ряде параметров подобия , которые позволяют упростить почти бесконечное количество тестовых примеров в группы подобия. Для трансзвукового и сжимаемого течения только числа Маха и Рейнольдса позволяют хорошо классифицировать многие случаи течения.
Однако для гиперзвуковых течений требуются другие параметры подобия. Во-первых, аналитические уравнения для угла наклона скачка уплотнения почти не зависят от числа Маха при высоких (~> 10) числах Маха
Во-вторых, образование сильных толчков вокруг аэродинамических тел означает, что число Рейнольдса набегающего потока менее полезно для оценки поведения пограничного слоя над телом (хотя оно все еще важно). Наконец, повышенная температура гиперзвуковых потоков означает, что эффекты реального газа становятся важными
По этой причине исследования в области гиперзвука часто называют аэротермодинамикой , а не аэродинамикой .
Введение эффектов реального газа означает, что для полного описания состояния газа требуется больше переменных. В то время как неподвижный газ может быть описан тремя переменными ( давление , температура , показатель адиабаты ), а движущийся газ — четырьмя ( скорость потока ), горячий газ в химическом равновесии также требует уравнений состояния для химических компонентов газа, и газ в неравновесном состоянии решает эти уравнения состояния, используя время как дополнительную переменную. Это означает, что для неравновесного потока может потребоваться от 10 до 100 переменных для описания состояния газа в любой момент времени. Кроме того, разреженные гиперзвуковые потоки (обычно определяемые как потоки с числом Кнудсена выше 0,1) не подчиняются уравнениям Навье – Стокса .
Гиперзвуковые потоки обычно классифицируются по их общей энергии, выраженной как общая энтальпия (МДж / кг), полное давление (кПа-МПа), давление торможения (кПа-МПа), температура торможения (K) или скорость потока (км / с). .
Уоллес Д. Хейс разработал параметр подобия, аналогичный правилу площади Уиткомба , который позволял сравнивать похожие конфигурации.
Почему надо бояться гиперзвуковых ракет?
Почему гиперзвуковое оружие считается столь прорывным и вызывает непреодолимый страх у противника. Дело в том, что каждая страна, являющаяся сильной военной державой, обладает не только наступательным, но и оборонительным вооружением.
С появлением межконтинентальных баллистических ракет, способных поражать цели противника на расстоянии многих тысяч километров, самые мощные военные державы (Россия, США, Израиль и др.) позаботились о так называемых противоракетных щитах, т. е. военных технологиях, которые могли бы защитить от этих самых межконтинентальных ракет. Каким образом? Обнаружением и уничтожением на подлёте.
Это было возможным, поскольку, во-первых, такая ракета летит по заданной траектории, которую возможно вычислить. Во-вторых, время её полёта довольно длительное. Его было достаточно для принятия решения, в том числе согласования действий с вышестоящим руководством. Последний момент важен. Всё управление вооруженными силами находится в руках президентов (речь в первую очередь о США и России). Без их одобрения никто не может принять решение о перехвате и тем более ответном ударе. Весь процесс занимает время.
Так вот, главная угроза для противника заключается в том, что теперь у него нет времени на принятие ответного решения. Скорость полета гиперзвуковой ракеты слишком велика. Её невозможно обнаружить существующими средствами слежения (она умеет уходить от радаров) или вычислить траекторию полета (она её постоянно меняет) и сбить на дальнем расстоянии. Но даже если и удастся обнаружить, времени на ответ всё равно не останется.
Таким образом, весь ядерный потенциал, накопленный в разных странах до сегодняшнего дня, одномоментно стал бесполезным. Также можно говорить об исчезновении определенного военного равновесия, которое давало владение ядерным оружием самыми сильными державами. Обладание новым неуязвимым для противника видом вооружения даёт мощный приоритет одной из сторон. Ну и, соответственно, подстёгивает другую к скорейшей разработке чего-то ответного. Гонка вооружений продолжается!
Список режимов
Гиперзвуковой поток подразделяется на множество частных случаев. Отнесение ГП к одному или другому режиму потока представляется сложной задачей по причине «размытия» границ состояний, при которых это явление в газе обнаруживается или становится заметным с точки зрения используемого математического моделирования.
Идеальный газ
В данном случае, проходящий воздушный поток может рассматриваться как поток идеального газа. ГП в данном режиме все еще зависит от чисел Маха и моделирование руководствуется температурными инвариантами, а не адиабатической стенкой, что имеет место при ме́ньших скоростях. Нижняя граница этой области соответствует скоростям около 5 М, где с дозвуковым сгоранием становятся неэффективными, и верхняя граница соответствует скоростям в районе 10—12 М.
Идеальный газ с двумя температурами
Является частью случая режима потока идеального газа с большими значениями скорости, в котором проходящий воздушный поток может рассматриваться химически идеальным, но вибрационная температура и вращательная температура газа должны рассматриваться отдельно, что приводит к двум отдельным температурным моделям. Это имеет особое значение при проектировании сверхзвуковых сопел, где вибрационное охлаждение из-за возбуждения молекул становится важным.
Диссоциированный газ
В данном случае молекулы газа начинают диссоциировать по мере того, как они вступают в контакт с генерируемой движущимся телом ударной волной. Поток начинает различаться для каждого конкретного рассматриваемого газа со своими химическими свойствами. Способность материала корпуса аппарата служить катализатором в этих реакциях играет роль в расчете нагрева поверхности, что означает появление зависимости гиперзвукового потока от химических свойств движущегося тела. Нижняя граница режима определяется первым компонентом газа, который начинает диссоциировать при данной температуре торможения потока, что соответствует азоту при 2000 К. Верхняя граница этого режима определяется началом процессов ионизации атомов газа в ГП.
Ионизированный газ
В данном случае, количество потерянных атомами электронов становится существенным и электроны должны моделироваться отдельно. Часто температура электронного газа рассматривается изолировано от других газовых компонентов. Этот режим соответствует диапазону скоростей ГП 10—12 км/с (> 25 М) и состояние газа в данном случае описывается с помощью моделей безизлучательной или неизлучающей плазмы.
Режим доминирования лучевого переноса
На скоростях выше 12 км/с передача тепла аппарату начинает происходить в основном через лучевой перенос, который начинает доминировать над термодинамическим переносом вместе с ростом скорости. Моделирование газа в данном случае подразделяется на два случая:
- оптически тонкий — в данном случае предполагается, что газ не перепоглощает излучение, которое приходит от других его частей или выбранных единиц объема;
- оптически толстый — где учитывается поглощение излучения плазмой, которое потом переизлучается в том числе и на тело аппарата.
Моделирование оптически толстых газов является сложной задачей, так как из-за вычисления радиационного переноса в каждой точке потока объем вычислений растет экспоненциально вместе с ростом количества рассматриваемых точек.
Сухопутные силы
Сухопутный компонент будущей гиперзвуковой «триады» представлен комплексом под названием Long Range Hypersonic Weapon, или LRHW (ранее также использовали обозначение Hypersonic Weapons System), о котором в последнее время появилось немало интересных данных. В феврале 2020 года Американская армия показала облик пусковой установки Transporter Erector Launcher этого гиперзвукового комплекса. Общие же сведения о концепции LRHW появились раньше, а именно – на прошедшем в августе 2019 года симпозиуме Space and Missile Defense Symposium.
Модель LRHW
Источник изображения: James Harvey
Как выяснилось, речь идет об универсальной твердотопливной баллистической ракете средней дальности наземного базирования AUR (All-Up-Round), которая имеет универсальную управляемую маневренную планирующую гиперзвуковую боевую часть Common Hypersonic Glide Body (C-HGB). Как тогда сообщал блог Центра анализа стратегий и технологий bmpd, обе составные части разрабатывают Сандийские национальные лаборатории Министерства энергетики США при участии Агентства по противоракетной обороне.
Common Hypersonic Glide Body
Источник изображения: bastion-karpenko.ru
Комплекс будет базироваться в двух контейнерах, буксируемых тягачом Oshkosh M983A4 – крупной восьмиколесной машиной. Со стороны это будет похоже на существующие ракетные оперативно-тактические комплексы, такие как российский «Искандер».
Полуприцеп пусковой установки – модифицированный М870 для зенитной ракетной системы Patriot. Для управления огнем хотят применить стандартную американскую систему управления AFATDS версии 7.0. Предполагается, что батарея LRHW будет состоять из четырех двухконтейнерных пусковых установок и одной машины управления огнем.
По мнению экспертов, скорость боевой части может достигать восьми Махов или даже выше. Во всяком случае, именно такими показателями обладает экспериментальный блок Advanced Hypersonic Weapon, в основу которого, вероятно, и положили Common Hypersonic Glide Body. Заявленная дальность первого – 6800 километров.
США долгие годы ведут работы над гиперзвуковыми комплексами. Еще 17 ноября 2011 года американцы провели первое летное испытание экспериментальной системы Advanced Hypersonic Weapon – боевого блока, имеющего биконическую форму с четырьмя аэродинамическими поверхностями. Годом ранее DARPA и ВВС США испытали экспериментальный управляемый боевой блок Hypersonic Test Vehicle.
Как мы видим, ряд важных вопросов, связанных с LRHW, только предстоит прояснить. Но одно можно сказать наверняка: Армия США очень хочет заполучить такое оружие.
Еще 29 августа 2019 года Lockheed Martin получила контракт от Пентагона на сумму 347 миллионов долларов, предполагающий разработку и создание опытного образца LRHW, что, помимо всего прочего, сделало корпорацию генеральным подрядчиком в программе. Стоит отметить, что саму по себе боевую часть C-HGB создают не только в интересах Сухопутных сил, но и для ВВС, и ВМС. А что мы получим в итоге, покажет время.
Классификация режимов Маха [ править ]
Хотя «дозвуковой» и «сверхзвуковой» обычно обозначают скорости ниже и выше местной скорости звука соответственно, аэродинамики часто используют эти термины для обозначения определенных диапазонов значений Маха. Это происходит потому, что около M = 1 существует околозвуковой режим», в котором приближения уравнений Навье – Стокса, используемых для дозвукового расчета, больше не применяются, отчасти потому, что поток локально превышает M = 1, даже когда набегающий поток требуется пояснение число Маха ниже это значение.
«Сверхзвуковой режим» обычно относится к набору чисел Маха, для которого может использоваться линеаризованная теория; например, там, где ( воздушный ) поток не вступает в химическую реакцию и где теплопередача между воздухом и транспортным средством может разумно не учитываться в расчетах. Обычно НАСА определяет «высокий» гиперзвуковой как любое число Маха от 10 до 25, а скорость входа в атмосферу — как любое число, превышающее 25 Маха. Среди самолетов, работающих в этом режиме, есть Space Shuttle и (теоретически) различные развивающиеся космические самолеты .
В следующей таблице даны ссылки на «режимы» или «диапазоны значений Маха» вместо обычных значений «дозвуковой» и «сверхзвуковой».
Режим |
Скорость |
Общие характеристики самолета |
|||
---|---|---|---|---|---|
Мах Нет | миль / ч |
км / ч |
РС |
||
Дозвуковой | <0,8 |
<614 |
<988 |
<274 |
Чаще всего винтовые и коммерческие турбовентиляторные самолеты с большим удлинением (тонкими) крыльями и закругленными элементами, такими как носовая часть и передние кромки. |
Трансзвуковой | 0,8–1,2 |
614–921 |
988–1482 |
274–412 |
Трансзвуковые летательные аппараты почти всегда имеют стреловидные крылья, которые задерживают расхождение сопротивления, сверхкритические крылья для задержки начала волнового сопротивления и часто имеют конструкцию, соответствующую принципам правила площади Уиткомба . |
Сверхзвуковой | 1,2–5 |
921–3836 |
1482–6174 |
412–1715 |
Самолет рассчитан на полет на сверхзвуковых скоростях показывают большие различия в их аэродинамической конструкции из — за радикальных различий в поведении потоков жидкости выше Маха 1. Острые края, тонких аэродинамических профилей -сечений, и все движущиеся стабилизаторомутками являются общими. Современные боевые самолеты должны идти на компромисс, чтобы поддерживать управляемость на малых скоростях; «Настоящие» сверхзвуковые разработки включают истребители F-104 и BAC / Aérospatiale Concorde . |
Гиперзвуковой |
5–10 |
3836–7673 |
6174–12350 |
1715–3430 |
Охлажденная никелевая или титановая кожа; конструкция является высоко интегрированной, а не собранной из отдельных независимо разработанных компонентов, из-за преобладания эффектов интерференции, когда небольшие изменения в любом из компонентов вызывают большие изменения воздушного потока вокруг всех других компонентов, что, в свою очередь, влияет на их поведение. В результате ни один компонент не может быть спроектирован, не зная, как все другие компоненты повлияют на все воздушные потоки вокруг летательного аппарата, и любые изменения любого компонента могут потребовать перепроектирования всех других компонентов одновременно; маленькие крылья. См. Boeing X-51 Waverider , BrahMos-II , X-41 Common Aero Vehicle , DF-ZF ,Автомобиль-демонстратор гиперзвуковых технологий , ракета Шаурья . |
10–25 |
7673–19180 |
12350–30870 |
3430–8507 |
Температурный контроль становится основным соображением при проектировании. Конструкция должна быть спроектирована для работы в горячем состоянии или защищена специальной силикатной плиткой или аналогичным материалом. Химически реагирующий поток также может вызвать коррозию обшивки автомобиля, поскольку свободный атомарный кислород присутствует в очень высокоскоростных потоках. Примеры включают 53T6 (17 Махов), Hypersonic Technology Vehicle 2 (20 Махов), DF-41 (25 Махов), HGV-202F (20 Махов) Agni-V (24 Махов) и Авангард (27 Махов). Гиперзвуковые конструкции часто вынуждены из-за повышения аэродинамического нагрева с уменьшениемрадиус кривизны . |
|
> 25 |
> 19030 |
> 30870 |
> 8575 |
Абляционный тепловой экран; маленькие или без крыльев; тупая форма. См. Капсулу повторного входа . |
Российский учебно-боевой самолет нового поколения ЯК-130
Имперские легионы
Режимы [ править ]
Гиперзвуковое течение можно приблизительно разделить на несколько режимов. Выбор этих режимов грубый из-за размытия границ, где можно обнаружить тот или иной эффект.
Идеальный газ
В этом режиме газ можно рассматривать как идеальный газ . Расход в этом режиме все еще зависит от числа Маха. Моделирование начинает зависеть от использования стенки с постоянной температурой, а не адиабатической стенки, обычно используемой при более низких скоростях. Нижняя граница этой области составляет около 5 Махов, когда ПВРД становятся неэффективными, а верхняя граница — около 10-12 Махов.
Двухтемпературный идеальный газ
Это подмножество режима идеального газа, в котором газ можно считать химически совершенным, но вращательную и колебательную температуры газа следует рассматривать отдельно, что приводит к двум температурным моделям. См., В частности, моделирование сверхзвуковых сопел, где становится важным вибрационное замораживание.
Диссоциированный газ
В этом режиме двухатомные или многоатомные газы (газы, присутствующие в большинстве атмосфер) начинают диссоциировать, когда они вступают в контакт с головной ударной волной, создаваемой телом. Катализ поверхности играет роль в расчете нагрева поверхности, а это означает, что тип материала поверхности также влияет на поток. На нижней границе этого режима любой компонент газовой смеси сначала начинает диссоциировать в точке торможения потока (которая для азота составляет около 2000 K). На верхней границе этого режима эффекты ионизации начинают сказываться на потоке.
Ионизированный газ
В этом режиме заселенность ионизированных электронов застойного потока становится значительной, и электроны необходимо моделировать отдельно. Часто с температурой электронов обращаются отдельно от температуры остальных компонентов газа. Эта область встречается при скоростях набегающего потока около 3-4 км / с. Газы в этой области моделируются как неизлучающая плазма .
Режим с преобладанием излучения
При скорости выше 12 км / с передача тепла транспортному средству меняется с преобладающей кондуктивной на радиационную. Моделирование газов в этом режиме делится на два класса:
- Оптически тонкий : газ не поглощает повторно излучение, исходящее от других частей газа.
- Оптически толстый: излучение следует рассматривать как отдельный источник энергии.
Моделирование оптически толстых газов чрезвычайно сложно, поскольку из-за расчета излучения в каждой точке вычислительная нагрузка теоретически увеличивается экспоненциально по мере увеличения количества рассматриваемых точек.
Характеристики потока [ править ]
Хотя определение гиперзвукового потока может быть довольно расплывчатым и, как правило, спорным (особенно из-за отсутствия разрыва между сверхзвуковыми и гиперзвуковыми потоками), гиперзвуковой поток может характеризоваться определенными физическими явлениями, которые больше нельзя игнорировать аналитически, как в сверхзвуковом потоке . Особенности гиперзвуковых течений заключаются в следующем:
- Шоковый слой
- Аэродинамический обогрев
- Энтропийный слой
- Эффекты реального газа
- Эффекты низкой плотности
- Независимость аэродинамических коэффициентов от числа Маха.
Небольшое расстояние отрыва от ударов
По мере увеличения числа Маха тела плотность за создаваемой телом, также увеличивается, что соответствует уменьшению объема за ударной волной из-за сохранения массы . Следовательно, расстояние между головной ударной волной и телом уменьшается с увеличением числа Маха.
Вязкое взаимодействие
Часть большой кинетической энергии, связанной с потоком при высоких числах Маха, преобразуется во внутреннюю энергию в жидкости из-за эффектов вязкости. Увеличение внутренней энергии реализуется как повышение температуры. Поскольку градиент давления, нормальный к потоку внутри пограничного слоя, приблизительно равен нулю для гиперзвуковых чисел Маха от низких до умеренных, повышение температуры через пограничный слой совпадает с уменьшением плотности. Это приводит к расширению нижней части пограничного слоя, так что пограничный слой над телом становится толще и часто может сливаться с ударной волной около передней кромки тела.
Высокотемпературный поток
Высокие температуры из-за проявления вязкой диссипации вызывают неравновесные свойства химического потока, такие как колебательное возбуждение, диссоциацию и ионизацию молекул, что приводит к конвективному и .
Объявления о продаже ГАЗ 69
Кто первый начал?
Ответ на этот бытовой вопрос однозначен – инициировали кризис США. Там восприняли «в штыки» приход к власти на Кубе Фиделя Кастро и его революционеров, хотя это было внутреннее дело Кубы. Американскую верхушку категорически не устраивало выпадение Кубы из зоны из влияния, а еще более – тот факт, что в числе высших руководителей Кубы были коммунисты (легендарный Че Гевара и тогда еще очень юный Рауль Кастро, нынешний кубинский лидер). Когда же коммунистом в 1960 году объявил себя и Фидель, США перешли к открытой конфронтации.
Там принимали и поддерживали злейших врагов Кастро, было введено эмбарго на ведущие кубинские товары, начались покушения на жизнь кубинского лидера (Фидель Кастро является среди политических деятелей абсолютным рекордсменом по числу пережитых покушений, и почти ко всем им имели отношение США). В 1961 году США профинансировали и обеспечили техникой попытку вторжения военного отряда кубинских эмигрантов на Плая-Хирон.
Так что у Фиделя Кастро и СССР, с которым кубинский лидер быстро наладил дружеские отношения, были все основания опасаться силового вмешательства США в кубинские дела.
Классификация скоростей в атмосфере
При обычных условиях в атмосфере скорость звука составляет примерно 331 м/сек. Более высокие скорости иногда выражаются в числах Маха и соответствуют сверхзвуковым скоростям, при этом гиперзвуковая скорость является частью этого диапазона. НАСА определяет «быстрый» гиперзвук в диапазоне скоростей 10-25 М, где верхний предел соответствует первой космической скорости. Скорости выше считаются не гиперзвуковыми скоростями, а «скоростями невозврата» космических аппаратов на Землю.
Сравнение режимов
Режим | Числа Маха | км/ч | м/с | Общие характеристики аппарата |
---|---|---|---|---|
Дозвук | <1,0 | <1230 | <340 | Единственный диапазон скоростей для самолётов с воздушным винтом, прямые или скошенные крылья. |
Трансзвук (англ.)русск. | 0,8—1,2 | 980—1470 | 270—400 | Воздухозаборники и слегка стреловидные крылья, сжимаемость воздуха становится заметной. |
Сверхзвук | 1,0—5,0 | 1230—6150 | 340—1710 | Более острые края плоскостей, хвостовое оперение цельноповоротное. |
Гиперзвук | 5,0—10,0 | 6150—12300 | 1710—3415 | Охлаждаемый никелево-титановый корпус, небольшие крылья. Пример: «Кинжал». |
Быстрый гиперзвук | 10,0—25,0 | 12300—30740 | 3415—8465 | Кремниевые плитки для теплозащиты, несущий корпус аппарата вместо крыльев. |
«Возвращение в плотные слои атмосферы» | >25,0 | >30740 | >8465 | Аблятивный тепловой экран, нет крыльев, форма капсул. |
Навигация
Обзор карабина Вепрь Пионер
Современный дизайн карабина Вепрь Пионер обеспечивает первоначальный интерес к модели со стороны покупателей
А при ближайшем рассмотрении больше внимание уделяется материалу, из которого он изготовлен: натуральное дерево не только повышает эстетичность карабина, но и делает особенно приятным прикосновение к нему кожи. При этом эргономичность рукояти приклада и ствола позволяют применять рассматриваемую модель как крупным мужчинам с большим размером ладони, так и хрупким женщинам и даже подросткам, решившим овладеть начальными навыками стрельбы из огнестрельного оружия
С помощью этого карабина можно тренироваться в меткости, участвовать в соревнованиях по спортивной стрельбе, а также принимать участие в профессиональной охоте. Дальнобойность этой модели позволяет поражать мелкую и среднюю дичь, а наличие оптического прицела с отличными характеристиками упрощает процесс попадания в цель.
В этом видео дан обзор на Вепрь Пионер кал. 223 Рем:
Преимущества и недостатки
Современный и практичный, карабин модели Вепрь Пионер обладает рядом характеристик, которые следует назвать его основными достоинствами такие параметры, как:
- привлекательный внешний дизайн, определяющий высокую степень интереса покупателей к карабину;
- использование натурального природного материала в отделке корпуса карабина. При этом может применяться орех либо бук, имеющие специальное защитное покрытие, не боящееся изменений температуры окружающей среды, воздействия повышенной влажности в полевых условиях и механических воздействий, неизбежных при эксплуатации карабина;
- простота устройства, которая определяет легкость процесса эксплуатации модели Вепрь Пионер.
Добавив к перечисленным достоинствам относительно невысокую стоимость можно понять причины популярности рассматриваемой модели среди покупателей, ведь цена позволяет совершить покупку даже при некоторых ограничениях бюджета приобретения.
Недостатком можно назвать совмещение газовой камеры с колодкой мушки, однако большинство владельцев данную особенность конструкции карабина считают скорее достоинством, чем недостатком: таким способом обеспечивается максимальная дальность проводимой стрельбы.
Вепрь-223 Пионер (фото)
Предназначение
Использоваться карабин Вепрь Пионер в основном может для охоты на мелкого и среднего зверя. При этом его технические возможности позволяют применять его и для обучения новичков азам стрельбы из огнестрельного оружия: простота процесса эксплуатации с гарантированной безопасностью позволяет научить начальной стрельбе даже женщин и подростков.
Также карабин модели Вепрь Пионер может быть использован для участия в соревнованиях по спортивной стрельбе за счет таких своих характеристик, как дальность и кучность стрельбы.
Разновидности
Сегодня в продаже предлагается несколько разновидностей карабина Вепрь Пионер. В зависимости от калибра они различаются на модель, имеющую калибр 7,62, и модель с калибром 5,56. Соответственно используются для стрельбы патроны различного размера, однако показатели стрельбы различаются в обоих случаях не существенно.
У этих разновидностей модели различна вместимость магазинов: в первом случае она составляет 2, 3, 5 патронов, во втором — 2, 3, 5 и 10 патронов. Но у модели с калибром 7,62 начальная скорость полета пули несколько больше в сравнении с моделью, имеющей калибр 5,56: 900 м/с у первой модели и 830 м/с у второй.
Технические характеристики и возможности карабина Вепрь Пионер 223, зов и др. даны ниже.