Можно ли летать на сверхзвуке без ударных волн? Похоже, что да!

Bredonosec>> Превращение в дозвук и торможение до 0 происходит только при прямом скачке.
Fakir> Не только. В определённом диапазоне углов и для косых скачков тоже.
Fakir> Зависит от скорости и угла. В разы - ничего невозможного.
Речь об углах, на которых поток неспособен повернуть, и тормозится до дозвука? (не помню точную зависимость, где-то формулка была, для М=1 от нуля градусов, и вверх до какого-то предела с ростом М)

sas1975kr> Конвективным теплообменом тоже.
а разве течение у нас строго ламинарное? Вроде как слегка наоборот..

sas1975kr> Остается только теплопроводность. Результатом которой в конечном счете будет выравнивание температуры омывающего потока и поверхности обшивки.
А если учесть, что температура потока в разных точках профиля разная (бернулли опять же), теплоперенос идет только от самого прилегающего слоя ПС, металл теплопроводен, а еще баки с жидким теплоаккомулятором)), а еще..

Конструктор> Это в теории. На практике интересно будет посмотреть на попытку нагрева среды по направлению движения ЛА.

Ну вот, например, кое-что люди пишуть в работе 2006 года, про предысторию теоретического рассмотрения и не только:

---

Модель, описывающая газодинамические аспекты взаимодействия разряда со
сверхзвуковым потоком, предложена в работе П.Ю. Георгиевского и др. [45]. Она
основана на модели теплового источника, в которой удельный энерговклад в поток
описывается заданной функцией координат и времени. Такой подход впервые был
использован в работе В.А. Белоконя, О.В. Руденко и Р.В. Хохлова [46] для описания
аэродинамических явлений, происходящих при сверхзвуковом обтекании лазерного луча, а затем применен В.А. Левиным и П.Ю. Георгиевским к сверхзвуковому обтеканию тел [47].

Модель теплового источника предполагает, что характерное время нагрева газа
существенно меньше газодинамических времен. Возможность ее применения к разряду в
потоке газа опирается на экспериментально зарегистрированную [25] и полученную
расчетным путем [42] возможность быстрого нагрева газа в сверхзвуковых потоках. Таким образом, считается, что в разряде имеет место механизм быстрого нагрева,
обусловленный, согласно [32-34], тушением электронно-возбужденных состояний.
Модель построена на основе уравнений газовой динамики, дополненных
соотношением, определяющим внешний подвод энергии. Использовалась система
уравнений Эйлера для нестационарных движений газа. При моделировании разряда
пренебрегалось поперечной к потоку частью разряда, газодинамическим и
электромагнитным взаимодействием параллельных друг другу разрядных каналов и их
неэквивалентностью. Таким образом, рассматривалось взаимодействие со сверхзвуковым
потоком одного разрядного канала, который представлялся осесимметричным тепловым
источником.

...

Величина продольного размера теплоисточника определяет возможность расширения температурного канала: наряду c эффектом «запирания» канала, сопровождающимся возникновением головной УВ, возможно «безударное» торможения потока от сверхзвуковых скоростей до дозвуковых [49].

---

45. Георгиевский П.Ю., Ершов А.П., Левин В.А. и др. Поперечные электрические разряды в сверхзвуковых потоках воздуха. Моделирование газодинамических эффектов в
разрядном канале. ТВТ. 2006. Т.44.

46. Белоконь В.А., Руденко О.В., Хохлов Р.В. эродинамические явления при

сверхзвуковом обтекании лазерного луча // Акуст. Журн. 1977. Т.23, №4, С.632.

47. Георгиевский П.Ю., Левин В.А. Сверхзвуковое обтекание тел при наличии внешних
источников тепловыделения // Письма в ЖТФ. 1988. Т.14, №8. С.684.

49. Георгиевский П.Ю., Левин В.А. Управление обтеканием различных тел с помощью
локализованного подвода энергии в сверхзвуковой набегающий поток // Известия РАН.
МЖГ. 2003. №5. С.152.

---

И немного об экспериментах, к-е, по словам авторов, хорошо согласуются с результатами численного моделирования:

Наиболее значительное уменьшение сопротивления наблюдалось для модели со сферической фронтальной частью при формировании продольного разряда между носовым электродом - пикой и секционированным электродом, расположенным на боковой поверхности модели. При наличии разряда коэффициент лобового сопротивления Cx уменьшался на 14 - 15%.
В экспериментах, в которых модель имела коническую фронтальную часть, наблюдалось 6 - 7% уменьшение лобового сопротивления, что также является хорошим результатом.

 

В этих экспериментах в отличие от моделирования (цитаты в первом посте топика) сопротивление снижалось только на 15%, но это вовсе не отменяет возможности его понижения и в полтора раза - т.к. тут "построение" задачи было несколько иным, с определённымм типом подвода тепла. При другом возможны и другие результаты.

тут мне писали, что мол как-то с РД, направленным вперед по потоку, пробовали что-то дуть и получалось выгодно, но деталей пока не добился.

---

опыты с плазмой проводились СПбГУ, причем еще год назад и по заказу американцев. Сам видел установку в их лаборатории и результаты они получали очень даже не плохие. У нас на кафедре эксперементировали с разогревом лазерным лучом и установкой в носовой части маленького РД. Несмотря на то что он работал против движения выигрыш был за счет уменьшения лобового сопротивления. )

---

А насчет рд - где-нить резалты есть?
Во что вылилось, с учетом веса рд и сьедаемого топлива - было б выгодно, али как?

---

решали задачу оптимизации и с учетом веса и съедаемого топлива была выгода )

---

насчет бумажки ничего не обещаю, могу только уточнить у препода на кафедре...

---

+

---

нечто подобное всплыло у нас на лекции по гидрогазодинамике. Тоже обсуждали эти вопросы. Мое предложение было использовать ионизированный газ (плазму). В то время мы на кафедре как раз занимались плазменными резаками и мне даже помнится, что кто-то собирался эксперимент поставить, но так дело и не пошло дальше разговоров, а мне нужно было учиться да и женился я как раз . Вообщем не до того было.

Идея вполне жизнеспособная. Единственно, у нас возникли сомнения насчет суммарных затрат энергии на создание такого потока.

Получалось, что только при применении такой системы на аппаратах примерно вдвое больше чем Ан-225 они становятся более-менее эффективными.

Кстати, мы рассматривали подобную систему и для защиты спускаемых аппаратов от теплового воздействия при вхождении в атмосферу.

---

Обьясните как такие ВЗ будут работать?По моему сплошные проблемы гарантированы

крот17> Обьясните как такие ВЗ будут работать?По моему сплошные проблемы гарантированы

Наплывы генерируют мощный вихрь прям в вз, вот и всего делов.

крот17>> Обьясните как такие ВЗ будут работать?По моему сплошные проблемы гарантированы
xo> Наплывы генерируют мощный вихрь прям в вз, вот и всего делов.

Согласен. От этого вихря, правда, другие проблемы возникают, тоже не хилые))))))))))))), но это уже потом.

крот17>> Обьясните как такие ВЗ будут работать?По моему сплошные проблемы гарантированы
xo> Наплывы генерируют мощный вихрь прям в вз, вот и всего делов.

--вот и я о том же....Вихри для ВЗ это вообще попа....пульсации со всеми вытекающими.Я одно не пойму зачем они эту схему уже давно мутят не уж-то что-то путное от нее получить хотят????
Хотелось бы услышать мнение по этому поводу какого нибудь профессионального аэродинамика...

крот17> --вот и я о том же....Вихри для ВЗ это вообще попа....пульсации со всеми вытекающими.Я одно не пойму зачем они эту схему уже давно мутят не уж-то что-то путное от нее получить хотят????
крот17> Хотелось бы услышать мнение по этому поводу какого нибудь профессионального аэродинамика...

ну думаю продули. определили оптимальную форму наплывов, чтоб не турбулизированный поток был, плюс в ВЗ всякие спрямители потока стопроцентно есть. Уж не первое десятилетие такие штуки отрабатывают. Этому ж пепелацу запредельные УА не нужны, так, средненький диапазон.
Фотку бы с видом на ВЗ спереди.

Фотку бы с видом на ВЗ спереди.
вот такие.Крыло положительное V .....

крот17> Фотку бы с видом на ВЗ спереди.

крот17>> Фотку бы с видом на ВЗ спереди.

это какой-то гиперзвуковой аппарат а двигатели так стоят что бы основной скачек уплотнения был дальше от воздухозаборника, альтернатива разработке монструозного двигателя а-ля SR-71

с.т.> альтернатива разработке монструозного двигателя а-ля SR-71
Т.е. предполагается, что он сможет летать на чем то подобном НК-32?

а какой ещё может быть смысл ставить двигатели в зоне "тени"
это же явно не стелс (типа бирд оф прэй)

ну кроме того что кто-то стабы на модели классического с\з а-ля ту-144 по ошибке не туда поставил

xo> Наплывы генерируют мощный вихрь прям в вз, вот и всего делов.
так это ж наоборот плохо. Вихрь - это разрежение (а в-з должен сжимать поток), это пульсации, удары (совсем противопоказано), непостоянство течения..
Потому и удивляет.

версия насчет расположить подальше от скачка уплотнения выглядит интереснее.. По идее, за скачком P больше, V меньше. То, что надо. В отличие от идеи с вихрем.

Bredonosec> так это ж наоборот плохо. Вихрь - это разрежение (а в-з должен сжимать поток), это пульсации, удары (совсем противопоказано), непостоянство течения..

Сам вихрь или поток разряженный? Или таки под ним зона разрежения создаётся?
Bredonosec> Потому и удивляет.

xo>> Наплывы генерируют мощный вихрь прям в вз, вот и всего делов.
Bredonosec> так это ж наоборот плохо. Вихрь - это разрежение (а в-з должен сжимать поток), это пульсации, удары (совсем противопоказано), непостоянство течения..
Bredonosec> Потому и удивляет.
Bredonosec> версия насчет расположить подальше от скачка уплотнения выглядит интереснее.. По идее, за скачком P больше, V меньше. То, что надо. В отличие от идеи с вихрем.

Иногда плохо, иногда хорошо... Если скачком уплотнения управлять, то можно даже получить некоторое дополнительное сжатие во входном устройстве ТРД. Заметное глазу устройство для этих целей - подвижное центральное тело ВЗУ самолета МиГ-21.

--короче очередной концепт от ЦАГИ.Из серии что бы это значило.....

xo> Ой дурак ! (Иван Васильевич меняет профессию) - YouTube
xo> Сам вихрь или поток разряженный? Или таки под ним зона разрежения создаётся?
Себе сей ролик направь )
Где у вихря "под"? Ты не забыл, что вихрь такое? ) Со всеми вытекающими из этого следствиями
Полистай АД сам, не хочу собачиться на столь очевидной вещи ))

DustyFox> Иногда плохо, иногда хорошо... Если скачком уплотнения управлять, то можно даже получить некоторое дополнительное сжатие во входном устройстве ТРД. Заметное глазу устройство для этих целей - подвижное центральное тело ВЗУ самолета МиГ-21.
погоди-погоди, управление положением скачка так, чтоб он садился строго на кромку в-з - это одно, но при чем тут вихрь?
Или хочешь сказать, что вихри с цп ограничивают и поджимают со сторон поток над юфзеляжем для образования в нем бОльшего давления? Но это нелогично с т.з. генерации подьемной силы..

xo>> Ой дурак ! (Иван Васильевич меняет профессию) - YouTube
xo>> Сам вихрь или поток разряженный? Или таки под ним зона разрежения создаётся?
Bredonosec> Себе сей ролик направь )
Bredonosec> Где у вихря "под"? Ты не забыл, что вихрь такое? ) Со всеми вытекающими из этого следствиями
Bredonosec> Полистай АД сам, не хочу собачиться на столь очевидной вещи ))

Возможно у нас разные учебники, но в моем написано, что вихрь, это ламинизированный поток, а не турбулизированный.

DustyFox>> Иногда плохо, иногда хорошо... Если скачком уплотнения управлять, то можно даже получить некоторое дополнительное сжатие во входном устройстве ТРД. Заметное глазу устройство для этих целей - подвижное центральное тело ВЗУ самолета МиГ-21.
Bredonosec> погоди-погоди, управление положением скачка так, чтоб он садился строго на кромку в-з - это одно, но при чем тут вихрь?

Это вещи одного порядка. На мигаре ets., с простейшей системой управления конусом, добивались непопадания скачка в канал ВУ. Ну не совсем непопадания, а минимизация его негативного влияния на работу компрессора.

Bredonosec> Или хочешь сказать, что вихри с цп ограничивают и поджимают со сторон поток над юфзеляжем для образования в нем бОльшего давления? Но это нелогично с т.з. генерации подьемной силы..

С адаптивной системой управления скачками управления, более продвинутой и гибкой, нежели в самолетах 3-4-го поколения, в принципе возможно и предварительное сжатие потока за счет управляемого скачка. Не знаю, как обстоит дело с моделью на фото, но ЦАГИ таки в первую голову институт исследовательский, потому вполне возможен и подобный вариант.

Вот еще картинка концепта.

xo> Возможно у нас разные учебники, но в моем написано, что вихрь, это ламинизированный поток, а не турбулизированный.
Не совсем понял, к чему тут ламинизированность, если речь шла о следствиях из того же бернулли - в вихре поток движется значительно быстрее ламинарного окружающего потока: помимо поступательного еще и вращательное движение, вектора геометрически складывай.
А это значит, что статическое давление в данном потоке должно быть сильно ниже.

зы, в моих написано, что турбулентный также означает вихревой - турбулентность состоит из мелких вихрей.

Или "большой" вихрь обладает какими-то свойствами, обратными "маленьким"?