Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 34 - Den hypersoniske sjokk-tunnelen, av Torstein Fanneløp
<< 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.
Hypersoniske sjokk-tunneller
Direkte ekspansjon i en divergerende dyse av
den supersoniske strømning bak sjokkfronten
er kjent som den "direkte" eller "ikke
reflek-terte" metode, fig. 4, hvorved sjokkrørets
Mach-tallsomraade kan utvides til ogsaa aa omfatte
den hypersoniske region. Den saakalte
"reflek-terte metode" bygger paa en annen teknikk,
fig. 5. En skarp kontraksjon av
strømnings-tverrsnittet ved enden av ekspansjonskammeret
resulterer i en nesten fullstendig refleksjon av
sjokkfronten S. Bak den reflekterte sjokkfront
Sr vil en ha en nærmest stillestaaende
gass-mengde med svært høy temperatur og trykk.
Ekspansjon av denne gassmengde i en
konver-gent-divergent dyse vil, med riktig avpasset
geometri og sjokkstyrke, resultere i en
hyper-sonisk strømning med høy
stagnasjonstempera-tur. Riktig valgt vil dysens konvergerende del
representere den nødvendige kontraksjon av
strømningstverrsnittet.
Av vei-tid-diagrammet, fig. 4 og 5, kan en se
hva som teoretisk begrenser prøvningstiden.
Det forutsettes i det følgende at
trykk-kamme-ret er saa långt at de reflekterte
ekspansjons-bølger fra trykk-kammerets øvre ende ikke vil
være av betydning.
For den direkte metode (fig. 4) kan en se at
den maksimale prøvningstiden er
tidsinterval-let mellom sjokkfrontens og kontaktflatens
passering av ekspansjonskammerets nedre
ende. Teoretisk kan en saaledes oppnaa
uende-lig lang prøvningstid med et uendelig långt
ekspansjonskammer. I praksis maa en
imidler-tid ta hensyn til bl.a. grenseskiktets vekst samt
den gradvise svekking av sjokkfronten, idet
den beveger seg igjennom
ekspansjonskammeret.
Kalles det plan hvor grenseskiktet som
bygges opp i strømningen bak sjokkfronten fyller
hele strømningstverrsnittet for G, er den
maksimale prøvningstid tidsintervallet mellom
sjokkfronten S og planet G’s passering av
ekspansjonskammerets nedre ende. Optimalt valg av
ekspansjonskammerets diameter og lengde, vil
resultere i at planet G og kontaktflaten faller
sammen idet ekspansjonskammerets nedre
ende passeres.
Prøvningstiden for den reflekterte metode er
noe vanskeligere aa beregne analytisk. Den
reflekterte sjokkfront vil nemlig i de fleste
til-feller igjen reflekteres fra kontaktflaten K,
fig. 5. Kalles sjokkfronten som er resultatet av
denne nye refleksjon for Srk> er den maksimale
prøvningstid for den reflekterte metode,
tidsintervallet mellom sjokkfrontene S og Srk’s
passering av ekspansjonskammerets nedre ende.
Den analytiske beregning av prøvningstiden
vanskeliggjøres ved at sjokkfronten Srk s styrke
ikke er kjent. Kontakten mellom sjokkfronten
Sr og kontaktflaten K resulterer ikke
nødven-digvis i en full refleksjon. For beregning av
prøvningstiden vil imidlertid full refleksjon
være en brukbar konservativ antagelse.
Sammenliknes prøvningstiden for den reflek-
Fig. 5. Vei-tid-diagram for deri reflekterte metode;
Atp er maksimal prøvningstid om en ser bort fra
start-tap.
terte og den direkte metode beregnet for en
gitt ekspansjonskammerlengde paa den maate
som ovenfor angitt, finner en at den
reflekterte metode er den beste. Dette er vesentlig
et resultat av at den direkte metode for
simulering av flygning i atmosfæren ved et gitt
Mach-tall krever et sterkere sjokk Ms.
Forskjel-len i prøvningstid er imidlertid liten, fig. 6.
Det er verdt aa merke seg at veksten av
grenseskiktet bak sjokkfronten ikke har direkte
innflytelse paa prøvningstiden naar den
reflekterte metode er brukt.
Den reflekterte metode byr ogsaa paa
mulig-heter for en vesentlig økning av
prøvningstiden ved bruk av en mere raffinert teknikk,
den saakalte "tilpassende kontaktflates"
metode ("tailored interface modification"). Kort
forklart bestaar denne i en tilpasning av
gass-tilstanden paa begge sider av kontaktflaten
slik at den reflekterte sjokkfront Sr passerer
igjennom kontaktflaten uten igjen aa
reflekteres. Tilpasningen av kontaktflatens
egenskaper skjer ved aa justere utgangstilstanden i
ekspansjons- og trykk-kammer. En seksdobling
av prøvningstiden innenfor det aktuelle Mach-
Fig. 6. Maksimal prøvningstid tmax per meter
exspan-sjonskammerlengde; ideell gass (luft) i begge
kommer og ingen start-tap. T, = 288°K; simulert
tem-peraturhøyde 11000—30 000 m; full simulering av
flygning i atmosfæren’.
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 5 79
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
