Носовой амортизатор (аэродинамика)

Головная ударная волна , также называемая отдельной ударной волной или изогнутой нормальной ударной волной , представляет собой изогнутую распространяющуюся волну возмущения, характеризующуюся резким, почти прерывистым изменением давления , температуры и плотности . Оно возникает при встрече сверхзвукового потока с телом, вокруг которого необходимый угол отклонения потока превышает максимально достижимый угол отклонения для присоединенного косого скачка уплотнения (см. критерий отрыва ^[1]). Затем косой скачок уплотнения трансформируется в искривленную отрывную ударную волну. Поскольку головные ударные волны возникают при больших углах отклонения потока, их часто можно увидеть вокруг затупленных тел из-за большого угла отклонения, который тело оказывает на поток вокруг него.

Термодинамическое преобразование в головной ударной волне неизоэнтропично, и ударная волна уменьшает скорость потока от сверхзвуковой скорости вверх по потоку до дозвуковой скорости вниз по потоку.

Приложения

Носовой амортизатор значительно увеличивает лобовое сопротивление автомобиля, движущегося со сверхзвуковой скоростью. Это свойство использовалось при проектировании возвращаемых капсул во время космических миссий, таких как программа «Аполлон» , которым требовалось большое сопротивление, чтобы замедлиться во время входа в атмосферу .

Шоковые отношения

Как при обычном шоке , так и при косом шоке ,

на входе Статическое давление ниже статического давления на выходе .
на входе Статическая плотность ниже статической плотности на выходе .
на входе Статическая температура ниже статической температуры на выходе .
на входе Общее давление больше, чем общее давление на выходе .
вверх по течению Общая плотность ниже, чем общая плотность вниз по течению .
на входе Суммарная температура равна общей температуре на выходе , поскольку ударная волна считается изоэнтальпической .

Для изогнутого скачка угол удара варьируется и, следовательно, имеет переменную силу по всему фронту скачка. Таким образом, скорость и завихренность потока после удара могут быть рассчитаны с помощью теоремы Крокко , которая не зависит от какого-либо EOS ( уравнения состояния ) в предположении невязкого потока. ^[2]

См. также

Ссылки

^ Бен-Дор, Г. (2007). Явление отражения ударной волны . Ударная волна и явления высокого давления. Бибкод : 2007swrp.book.....B . дои : 10.1007/978-3-540-71382-1 . ISBN 978-3-540-71381-4 .
^ Сверхзвуковые течения и ударные волны .

Ландау, Л.Д.; Лифшиц, Э.М. (2005) [1959]. Механика жидкости, 2-е издание . Эльзевир . ISBN 978-0-7506-2767-2 .
Курант Р.; Фридрихс, К.О. (1956) [1948]. Сверхзвуковые течения и ударные волны . Нью-Йорк: Издательство Interscience.

[1] Бен-Дор, Г. (2007). Явление отражения ударной волны . Ударная волна и явления высокого давления. Бибкод : 2007swrp.book.....B . дои : 10.1007/978-3-540-71382-1 . ISBN 978-3-540-71381-4 .

[2] Сверхзвуковые течения и ударные волны .

[1]

[2]