Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 7. 18 februari 1950 - Gasers strömning vid höga hastigheter, av Albert Betz
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
126
I TEKNISK TIDSKRIFT
Fi</. .3. Tryckfördelning vid över- och underljudhastighet.
att medelpunkten flyter med strömningen. Som
man ser av bilden erhålles stora skiljaktigheter
vid över- och underljudhastighet. Så länge
strömningshastigheten är mindre än
ljudhastigheten (vänstra bilden) inträder en deformation
av störningsfältet men störningen breder ändå
ut sig i hela rummet. Är emellertid
strömningshastigheten större än ljudhastigheten kan
störningen icke längre tränga mot strömningen. Den
breder endast ut sig i ett konformigt område
bakom störningskällan (högra bilden).
Vid underljudhastighet inverkar alltså varje
störning i hela rummet mer eller mindre starkt,
medan i överljudområdet störningen endast kan
utbreda sig inom en del av rummet.
Strömningen i resten av rummet förlöper ostörd. Dessa
båda grundläggande skillnader mellan över- och
underljudströmning, nämligen
hastighetsminskning resp. ökning vid tvärsnittsminskning samt
störningens utbredning i rummet vid de två
hastigheterna inverkar icke enbart på strömningens
förlopp utan även på de matematiska
sammanhangen för strömningsberäkningarna.
Vid underljudområdet kan man gå ut ifrån
den inkompressibla strömningen och ta hänsyn
till kompressibilitetens inflytande genom
korrektion. Vid överljudområdet kan man
merendels utgå ifrån att en störning endast verkar
inom ett mindre område. Det blir härvid så, att
många överljuduppgifter är enklare att lösa än
underlj uduppgif terna.
Dessa två strömningsförlopp har olika
resulterande krafter. Fig. 3 visar tvärkraften,
vinkelrätt mot strömningsriktningen för en plan platta
och för en välvd platta, både vid
underljudhastighet och vid överljudhastighet. Hos den plana
plattan ligger resultanten vid underljudhastighet
på omkring 25 % av kordan från framkanten
räknat, vid överljudhastighet i mitten av plattan.
Vid den välvda plattan utan anfallsvinkel ligger
resultanten vid underljudhastighet i mitten och
vid överljudhastighet är kraften noll endast ett
vridningsmoment uppstår.
Förebud till ljudhastigheten
Såväl för underlj iid- som för
överljudhastig-heterna är beräkningen av strömningen möjlig
om det handlar om rena under- eller
överljud-hastigheter. dvs. om hastigheterna ligger
tillräckligt långt borta från själva ljudhastigheten.
Ju mer man närmar sig ljudhastigheten, desto
större blir svårigheterna, och här finnes ett
område, där man ännu icke har funnit de rätta
korrektionerna. Man kan lätt förstå dessa
svårigheter när man ser ett Laval-munstycke.
Ljudhastigheten uppnås i den trängsta sektionen,
men då ändringen av tvärsnittsarean här är
minst, förstår man att i närheten av
ljudhastigheten mycket små tvärsnittsändringar orsakar
stora hastighetsändringar. Helt allmänt är
därför i detta område verkningen av varje
formförändring i allmänhet mycket stor och därmed
sammanhänger svårigheterna att kunna
beräkna hastigheterna.
Men inte blott för beräkningen bjuder området
omkring ljudhastigheten stora svårigheter, utan
även för den experimentella undersökningen. I
en vindtunnel t.ex. med fasta väggar och en
diameter av 1 m skall en modell undersökas vid
95 % av ljudhastigheten. Vid denna hastighet
räcker en tvärsnittssammanträngning av 0,3 %
för att höja hastigheten till ljudhastigheten. Vid
ytterligare förträngning kan icke ens
anström-ningshastigheten av 95 % längre upprätthållas,
utan vindtunneln "kväves". Spänner man tvärs
över tunneln en tråd av blott 2,5 mm diameter,
så är därmed gränsen överskriden. Som ett
andra exempel kan nämnas att en modell av en
projektil med 55 mm diameter ökar hastigheten
upp till ljudhastigheten. I verkligheten måste
dock modellen vara väsentligt mindre för att
någorlunda riktiga mätningar skall kunna äga
rum. Motsvarande svårigheter erhålles vid små
överljudhastigheter genom reflexion av
störningsvågor mot väggarna.
Man har försökt att på olika sätt minska
felaktigheterna hos mätningar i vindtunnlar, men
icke lyckats härmed inom det aktuella
hastig-hetsområdet. På grund härav har man under
kriget övergått till att utföra mätningar på fritt
fallande modeller, vilka släpps från flygplan
från höga höjder (Tekn. T. 1949 s. 321). Att
detta förfarande icke är billigt och snabbt kan
man lätt tänka sig. Ett andra mätförfarande, vid
vilket modellen startades med en raket och
sedan fick flyga fritt, har också utvecklats, men
icke kommit till praktisk användning.
Dessa svårigheter för teori och experiment i
närheten av ljudhastigheten är i praktiken av
stor betydelse, emedan även de fysikaliska
förloppen i detta hastighetsområde är ovanliga och
därför viktiga för undersökningen. Så tilltar i
allmänhet luftkrafterna i närheten av
ljudhastigheten mycket snabbt. Bl.a. växer motståndet
ofta till 5 à 10 gånger det normala värdet på en
rak vinge. Det finns emellertid en väg att minska
detta och alltså uppnå högre hastigheter, och
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
