Главная страница

метод основы 1

А. П. МАНД V Ы К Л

метод основы 10

В XVIII, а главным образом в XIX в. работы в области изучения сопротивления воздуха движению артиллерийского снаряда — тела, перемещавшегося в то время быстрее других искусственных объектов, и были направлены на выявление факторов, влиявших на величину силы лобового сопротивления воздуха. Прежде всего, это была скорость движения снаряда. С развитием техники эксперимента расширялся и диапазон получаемых скоростей, что открывало новые закономерности в характере изменения силы сопротивления воздуха в зависимости от скорости. Было необходимо объяснить и обосновать эти явления. С другой стороны, для решения задач внешней баллистики выявленные закономерности природы требовали новых средств для их математическогоУстановки водоснабжения. Трубопровод.представления, более совершенных форм для выражения закона сопротивления воздуха. Формулы закона сопротивления становились сложнее. Это в свою очередь заставляло искать болёе простых и удобных методов вычисления траектории артиллерийского снаряда.

метод основы 100

Развитие экспериментальных средств позволило не только установить закономерности изменения температуры атмосферы с высотой, но и объяснить их природу. Помимо классификации атмосферы по изменению температуры, предлагались и некоторые другие принципы. Так, например, Митра, а также Мейлон и Чепмен, на которых он ссылался, разграничивали атмосферу на среднюю — между 60 и 80 км — и на верхнюю область, или экзосферу, простирающуюся до перехода в космическое пространство. Эти же авторы писали и об ионизированных слоях атмосферы между 90 и 200 км. Было установлено, что степень ионизации изменяется с высотой и ее плотность не одинакова для различных зон. Поэтому ионосфера разделена на области с повышенной ионизацией.

метод основы 101

Все же уменьшение плотности воздуха с высотой было представлено аналитически для сравнительно большой высоты, отвечающей ионосфере. Закон изменения плотности воздуха по мере удаления его слоев от поверхности Земли чаще всего выражали в виде экспоненциальной формулы, введенной (§1 Введения) в астрономии еще XVIII в., а затем широко применявшейся во внешней баллистике. С помощью же ракет плотность воздуха была найдена еще в начале 50-х годов до высоты в 220 км и оказалась равной 10~8 г/м3, т. е. ниже установленной теоретически. Наиболее надежные результаты были получены при использовании искусственных спутников Земли.

метод основы 102

Установки водоснабжения. Трубопровод.В середине 40-х годов настоящего столетия в авиации были достигнуты скорости, близкие к звуковой, в то время как скорости ракет уже превзошли эту границу. При обтекании тел воздушным потоком со звуковыми и сверхзвуковыми скоростями возникают новые явления, и газодинамика сталкивается с совершенно иными проблемами, чем при обтекании тел дозвуковым потоком. Эти проблемы, достаточно разработанные внешней баллистикой, требовали изысканий в ином плане, связанном с решением задач газодинамики применительно к развитию новой техники. После окончания второй мировой войны одна из важнейших проблем газодинамики, которой продолжали уделять серьезное внимание, заключалась в исследовании течений с большими дозвуковыми скоростями. В это время сведения ограничивались почти одним лишь пониманием физической сущности явления. Область сверхзвуковых течений была исследована намного полнее, раскрыта не только физическая природа явлений, но дана и их математическая интерпретация. Такое положение сложилось вопреки тому, что изучение аэродинамики сверхзвуковых скоростей началось позднее, чем дозвуковых. Уровень развития газодинамики к концу второй мировой войны был таким же, как уровень аэродинамики звуковых скоростей к 1914 г.

метод основы 103

В конце 50-х годов возникли новые проблемы, связанные с движением тел со сверхзвуковыми скоростями. Одна из них, например, заключалась в установлении влияния ударной волны на ионизацию и диссоциацию воздуха вблизи перемещающегося тела. Кроме того, при таких скоростях изменяется теплообмен по сравнению с идеальным газом и возникает теплообмен лучистого характера; проявляется и влияние аэродинамического нагрева. В результате того что поток становится электропроводным, создается магнитная аэродинамика. Здесь нет возможностиУстановки водоснабжения. Трубопровод.останавливаться на рассмотрении этих проблем, но имеет смысл несколько подробнее осветить вопросы, имеющие непосредственное отношение к тематике книги.

метод основы 104

Оперирование со скоростями, намного превышавшими скорость звука, привело к изменению методов исследования. Физическая картина обтекания тела воздушным потоком не меняется, если его скорость отвечает числам 1=2 и ilf=10, как и при обтекании дозвуковым потоком при любых скоростях. Эти изменения основаны на пренебрежении членами, содержащими число М, возведенное в отрицательные степени, равные двум и выше. Кроме того, при гиперзвуковых скоростях образующие угла Маха становятся почти параллельными направлению потока. Область возмущений получается ограниченной и сравнимой с пограничным слоем.

метод основы 105

Одна из актуальных задач, стоявших перед аэродинамикой в конце 40-х и начале 50-х годов, имела целью изучить явления, связанные с волновым кризисом. Волновое сопротивление может возникать и при скоростях в обтекающем потоке, меньших скорости звука. Если поток у поверхности тела достигает местной скорости звука, то скорость тела называется критической. Явление же сильного возрастания сопротивления, в результате которого наблюдаются резкие скачки уплотнения, принято называть волновым кризисом. При этом характер обтекания претерпевает качественные изменения. Встает вопрос об управляемости и устойчивости летательного аппарата. Естественно, что эти проблемы стали особенно насущными в годы, когда в эксплуатацию вводились высокоскоростные реактивные самолеты и испытыва- лись ракеты дальнего действия. Литература по аэродинамике больших скоростей чрезвычайно обширна. В качестве иллюстрации достаточно указать лишь наУстановки водоснабжения. Трубопровод.некоторые книги в этой области, трактующие, в частности, об образовании ударных волн и возникновении волнового кризиса.