Гипертоникалық жел туннелі - Hypersonic wind tunnel

NASA Langley Гипертоникалық қондырғылар кешені, 1969 ж

A гиперзоникалық жел туннелі а түзуге арналған гипертоникалық жұмыс учаскесіндегі ағын өрісі, осылайша бұл ағын режимінің әдеттегі ағындық ерекшеліктерін имитациялайды - қысу соққыларын және айқын шекара қабатының эффектілерін, энтропия қабатын және тұтқыр өзара әрекеттесу аймақтарын және ең бастысы ағынның жоғары температураларын. Бұл тоннельдердің жылдамдығы әр түрлі Мах 5-тен 15. Жел туннелінің қуатқа деген қажеттілігі көлденең қимамен, ағынның тығыздығымен өседі және сынақ жылдамдығының үшінші қуатына тура пропорционал болады. Демек, желдің үздіксіз тұйықталған туннелін орнату қымбат жұмыс болып қала береді. Бірінші үздіксіз Mach 7-10 туннелі 1х1 м сынақ учаскесімен жоспарланған, Германияның Кохель-Аме қаласында Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде.[1] 1950 ж. соңында «А туннелі» ретінде пайдалануға берілді AEDC Туллахома, ТН, АҚШ, орнатылған қуаты 57 МВт. Осы жоғары қондырғылардың қажеттіліктерін ескере отырып, желдің туннельдері сияқты үзік-үзік жұмыс жасайтын эксперименттік қондырғылар гипертоникалық ағынды имитациялау үшін жасалған және орнатылған. Гиперзонды жел туннелі ағын бағытында негізгі компоненттерден тұрады: жылытқыш / салқындатқыш қондырғылар, кептіргіш, конвергентті / дивергентті саптама, сынақ бөлімі, екінші жұтқыншақ және диффузор. Үрленген жел туннелінің артқы жағында вакуумдық резервуар аз, ал үздіксіз жұмыс істейтін тұйықталған жел туннелінің орнына қуатты компрессор қондырғысы орнатылған. Температура кеңейіп келе жатқан ағынмен төмендейтіндіктен, сынақ бөлімі ішіндегі ауа айналу мүмкіндігі бар сұйытылған. Сол себепті алдын ала қыздыру өте маңызды (саптама салқындатуды қажет етуі мүмкін).

Технологиялық мәселелер

Гипер жылдамдықты жел туннелін жобалау мен салуда бірнеше технологиялық мәселелер бар:

  • өлшеуді орындау үшін жеткілікті ұзақ уақыт бойы жоғары температура мен қысым беру
  • тепе-теңдік жағдайларының көбеюі
  • қызып кетуден пайда болатын құрылымдық зақым
  • жылдам аспаптар
  • туннельді іске қосуға арналған қуат талаптары

5,5 км / с, 45 км биіктікте ағынды модельдеу үшін тоннель температурасы 9000 дейін қажет болады Қ, және қысым 3 GPa (қараңыз талқылау).

Ыстық ағынды туннель

HWT-нің бір түрі мылтық туннелі немесе ыстық ату туннелі (дейін) деп аталады М= 27), ол өткен баллистикалық зымырандардың ағындарын, атмосфераға ену кезіндегі ғарыш аппараттарын және плазма физикасын немесе жоғары температурада жылу беруді талдау үшін қолданыла алады. Ол үзік-үзік жұмыс істейді, бірақ өте аз жұмыс уақытына ие (бір секундтан аз). Жұмыс әдісі доғалы камерада шығарылатын жоғары температура мен қысымдағы газға (ауа немесе азот) негізделген және вакуумға жақын. туннельдің қалған бөлігі. Доғалық камера бірнешеге жетуі мүмкін МПа, ал вакуум камерасындағы қысым 0,1-ге дейін төмен болуы мүмкін Па. Бұл дегеніміз, бұл туннельдердің қысым коэффициенттері 10 млн. Сондай-ақ, ыстық газдың температурасы 5000 К дейін жетеді. Доғалық камера мылтықтың оқпанына орнатылған. Жоғары қысымды газ вакуумнан мембрана арқылы бөлінеді.

Сынақтың басталуына дейін мембрана сығылған ауаны мылтық оқпанының оқпанынан ажыратады. Мембрананы жару үшін мылтық (немесе соған ұқсас) қолданылады. Сығылған ауа мылтықтың оқпанына еніп, кішкене снарядты оқпаннан жылдам жылдамдатуға мәжбүр етеді. Снарядтың оқпаннан шығуына жол берілмегенімен, снарядтың алдындағы ауа жұмыс бөліміне гиперзиварлы жылдамдықпен шығады. Әрине, сынақтың ұзақтығы өте қысқа, сондықтан кез-келген маңызды деректерді алу үшін жоғары жылдамдықты аспаптар қажет.

Үндістандағы желдің гиперзониялық тоннелі

ISRO ғарышқа қол жетімділік құнын минимизациялау бойынша үздіксіз және келісілген іс-шаралар аясында Викрам Сарабхай ғарыш орталығында екі ірі нысанды - гипертоникалық жел туннелі мен соққы туннелін - пайдалануға берді. ISRO төрағасы А.С.Киран Кумар мұндай қондырғылардың іске қосылуы Үндістандағы қазіргі және болашақтағы ғарыштық тасымалдау жүйелерін жобалау және дамыту үшін жеткілікті мәліметтер береді деп мәлімдеді.[дәйексөз қажет ]

МАРИ, ФРАНЦИЯНЫҢ ОРЛЕАНДАҒЫ ГИПЕРОМИКАЛЫҚ ЖЕЛ ТУННЕЛІ

MARHy жел туннелінің суреті

The MARHy Гипертоникалық төмен тығыздықты жел туннелі, ICARE-де орналасқан[2] Францияның Орлеан қаласындағы зертхана - бұл кеңістікті зерттеуге қолданылатын сирек кездесетін қысылатын ағындардағы сұйықтық динамикалық құбылыстарын іргелі және қолданбалы зерттеу үшін кеңінен қолданылатын зерттеу орны (байланыс Вивиана Лаго: Fast командасының жетекшісі, [email protected] ). Оның аты - қысқартылған сөз Мащ Aикемді Rқуырылған Хайжеке және жел туннелі осы атаумен MERIL еуропалық порталымен жазылған.

Сондай-ақ қараңыз

Сыртқы сілтемелер

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Эккардт, Дитрих: «1х1 метрлік гиперденді жел туннелі Кочел / Туллахома 1940-1960», CEAS Space Journal, наурыз 2015, т. 7, 1-шығарылым, 23-36 бет
  2. ^ ICARE зертханасы, CNRS, Орлеан