Особенности гиперзвукового течения газового потока

6.3.3 .1 Понятие о гиперзвуковом течении

Полеты самолетов при числах Маха M > 4 условно считаются гиперзву-ковыми.

Теория гиперзвуковых течений связана с некоторыми особенностями об-текания твердых тел по сравнению с малыми свехзвуковыми скоростями:

- аэродинамическими, так как они вызваны необходимостью учета большой степени сжимаемости из-за больших чисел Маха;

- физико-химическими, так как газовый поток на гиперзвуковых скоростях обладает высокими энергетическими возможностями

1 Аэродинамические эффекты в одних случаях позволяют применять уп-рощенное решение аэродинамических задач, связанных с взаимодействием ЛА с газовым потокам при больших гиперзвуковых скоростях, в других слу-чаях к значительному их усложнению, так как метод линеаризации диффе-ренциальных уравнений движения, которые применяются при моделирова-нии больших сверхзвуковых течений, не применим для гиперзвуковых тече-ний.

2 Физико-химические эффекты в гиперзвуковом потоке связаны с обра-зованием зон с высокими температурами. Как правило они возникают при переходе гиперзвукового газового потока через скачки уплотнения, на кото-рых кинетическая энергия движения преобразуется в тепловую. При этом высокие температуры изменяют физические свойства газовой среды, а имен-но: так при температуре Т=2500⁰К и умеренных давлениях начинается дис-социация молекул кислорода; при температуре Т=4000⁰К происходит диссо-циация молекул азота; при температуре Т=7000⁰К происходит ионизация ато-мов азота и кислорода, при дальнейшем увеличении температуры происходит ионизация молекул азота.

Удельные теплоемкости при таких высоких температурах становятся не постоянными величинами и не зависят от температуры. Поэтому в исследо-ваниях не применимы удельные теплоемкости полученные при постоянных объеме и давлении.

При гиперзвуковых скоростях неизбежен сильный аэродинамический нагрев. Поэтому максимальная скорость ограничивается не только из усло-вий получения максимальной подъемной силы, но и из условий максималь-но-допустимого кинетического нагрева обшивки ЛА

Дата добавления: 2013-12-12