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.
Fig. 7. Minimalt trykkforhold mellom
ekspansjons-kammer og dyseseksjon for ideell storting for, A den
direkte metode, B den reflekterte metode\
tallsomraade synes aa være mulig ved bruk av
denne teknikk3.
Uansett hvilken av de nevnte metoder som
brukes er der visse problemer förbundet med
starting av den hypersoniske strømning.
Sjokk-fronten S vil idet den passerer gjennom dysen
bli gradvis svekket av ekspansjonsbølger med
utgångspunkt i de divergerende dysevegger.
Signalene som reflekteres fra sjokkfronten S,
konvergerer i en sekundær sjokkfront som
be-veger seg oppover mot strømmen. Siden den
nye sjokkfront beveger seg mot en
super-sonisk strømning, vil den omsider bli svept
gjennom dyse og prøvningseksjon. Dette
kre-ver imidlertid tid, og resultatet kan bli
be-tydelige tap i prøvningstid. Ved lave
trykkforhold pjpx er der ogsaa muligheter for at
den sekundære sjokkfront kan bli staaende i
dysen og derved fullstendig hindre starting.
Det er derför av betydning aa kontrollere
styr-ken av den sekundære sjokkfront. En optimal
startbetingelse vil resultere, om styrken av den
nye sjokkfront kan reduseres til den svarende,
Fig. 8. Skjema for en typisk hypersonisk
sjokk-tunnel.
til en lydbølge idet dette vil gi minimalt tap
av prøvningstid. En slik "ideell start" kan
oppnaaes om ekspansjonskammeret og dysen
blir skilt fra hverandre med en membran og
trykket i dyse og prøvningseksjon reduseres
til en brøkdel av trykket i
ekspansjonskammeret, fig. 7. Det nye membran maa velges saa
svakt at det umiddelbart brister som følge av
kontakten med sjokkfronten S.
Ved ideell starting er tapet i prøvningstid paa
grunn av sekundære bølgesystemer i dysen av
størrelsesorden V10 av maksimal prøvningstid
som beregnet ved ekspansjonskammerets nedre
ende.
I en typisk hypersonisk sjokktunnel, fig. 8,
er dysen konisk og leder inn i en "open jet"
prøvnings-seksjon. For simulering av flygning
i atmosfæren ved høye Mach-tall tilpasses
stagnasjonstemperaturen ved regulering av
sjokkstyrken. Mach-tallet er bestemt av
ekspan-sjonsforholdet. Tunnelen ovenfor kan lett
tilpasses for baade den direkte og den reflekterte
metode9.
De første hypersoniske sjokktunneler som ble
bygget var konstruert med henblikk paa den
direkte metode. Av hensyn til ønsket om gode
optiske observasjonsmuligheter ble
to-dimen-sjonal dyse og prøvningseksjon brukt i
förbindelse med et ekspansjonskammer med
fir-kantet tverrsnitt.
Paa grunn av de store ekspansjonsforhold som
kreves ved høye Mach-tall ble det dermed
nød-vendig aa lede storparten av strømningen
uten-om dysen for i noen grad aa beherske de ytre
dimensjoner. Aarsaken til at den direkte
metode ble foretrukket var at de fleste forskere
tidligere fryktet at de ekstremt høye
temperaturer og trykk bak den reflekterte sjokkfront
ville resultere i en meget kort levetid for
ekspansjonskammer og dyseseksjon.
Nyere hypersoniske sjokk-tunneler bygget eller
under bygging er i stor utstrekning basert paa
den reflekterte metode. Konstruksjonen består
gjerne av en konisk dyse som leder inn i en
"open-jet"-prøvningseksjon. Det er antatt at en
slik anordning gir tilstrekkelige muligheter for
optisk observasjon.
Saa vidt vites er der ennå ikke offentliggjort
rapporter med eksperimentelle data fra
hypersoniske eksperimenter basert paa den
reflekterte metode. Derimot er endel rapporter og
artikler der eksperimentellt utstyr for og data
fra forsøk basert paa den direkte metode
til-gjengelige3,7. Det er eksperimentellt vist at en
ved hjelp av hypersonisk sjokk-tunnel kan
opp-naa stagnasjonstemperaturer nær 10 000°K og
hastigheter over 8 km/s. Dette representerer
imidlertid paa ingen maate noen grense for
hva en kan oppnaa.
Den ideelie sjokkrørsteori har vist seg aa ha
en begrenset verdi ved forsøk med sterke
sjokk. Dette kan tilskrives to hovedaarsaker,
"reell gass"-effekter og den gradvise svekking
("shock wave attenuation") av sjokkfronten
idet den beveger seg igjennom
ekspansjonskammeret. Det har vist seg vanskelig aa finne
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 873
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
