- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 90. 1960 /
302

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 12 - Aerodynamiska problem på gränsen till världsrymden, av Sune Berndt

scanned image

<< 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.

Motståndskoefficient C0
16

2.0 2M 3.2

Hastighetsförhållande S

Fig. i. Jämförelse mellan teoretiska och
experimentella motståndskoefficienter i fri molekylströmning
omkring cirkulär cylinder (enligt NACA Rep. 1032).

inte upp till fria medelväglängder som är av
samma storleksordning som tunneln;
dessförinnan fylles dysan av gränsskikt. För att få fri
molekylströmning på modellen måste denna
göras mycket liten; i praktiken får den formen
av en tunn cirkulär tråd uppspänd vinkelrätt
mot strömningen. Resultatet av sådana försök
i kväve och helium visar en god
överensstämmelse med beräkningarna med hänsyn till
osäkerheten vid mätning av de extremt små
krafter som det här rör sig om, fig. 4.

Under antagande om fri molekylströmning
och diffus reflexion kon man naturligtvis
också beräkna energiabsorbtionen i ytan och
därmed jämviktstemperaturen. Resultatet av
motsvarande mätning med helium, ger en hygglig
överensstämmelse, fig. 5. Lägg märke till att
temperaturen är högre än motsvarande
temperatur vid tätare gas (kontinuumsströmning).
Samma goda överensstämmelse erhålles vid
mätning i kvävgas om i teorin tas hänsyn till
att i tvåatomiga gaser molekylernas
rotationsenergi bidrar till energiomsättningen i
kollisionsprocessen.

Överensstämmelsen är emellertid inte alltid
lika bra, fig. 6. Det är här inte fråga om
vindtunnelförsök utan om bestämning av
vridmomentet mellan två cylindrar som roterar i
förhållande till varandra med ett tunt skikt av
tunn gas emellan. Figur 6 visar det inverterade
momentet över det inverterade gastrycket;
enligt teorin skall proportionalitet råda mellan
dem. Den streckade linjen anger det teoretiska
sambandet vid diffus reflexion. En serie
experiment utfördes. Före den första hölls
apparaten vid lägsta tryck under 3 dygn; därefter
erhölls kurvan 1. Sedan fick apparaten stå
under ett förhållandevis högt tryck (0,25 mm Hg)
under ett dygn, varefter kurvan 2 erhölls.
Fortsatt exponering för förhöjt tryck gav slutligen
kurvan 3. Man liar försökt förklara dessa av-

vikelser med att gasabsorbtion på ytorna ökar
den andel av molekylerna som
spegelreflekte-ras. Cylindervridmomentet är naturligtvis
mycket känsligare för detta fenomen än en satellits
motstånd.

Teorins tillämpbarhet

Vilka invändningar kan i övrigt göras mot vår
beräkning av satellitmotståndet? Ja, man bör
t.ex. lägga märke till att inga
reflexionsmätningar med molekylstråle hittills har skett vid
så höga hastigheter som en satellit har, och att
inga mätningar skett med atomärt syre och
kväve, som ju förekommer till avsevärd del på
satellithöjderna. Man kan förmoda att sådana
mätningar pågår eller planeras i USA och
annorstädes.

Den låga yttemperaturen för in en annan
felmöjlighet, nämligen den att fri
molekylströmning ej är förhanden trots att Kn är
mycket större än 1. I det föregående påpekades
att det kräves att Knw är mycket större än 1,
vilket är detsamma som att Kn cw/U är mycket
större än 1. För en satellit med R = 30 cm
uppnås värdet Kn = 10 först på höjden 175
km, varför det är troligt att CD = 2 duger
åtminstone ner till 150 km höjd, där Knw
ungefär är lika med 5. För stora och tunga
satelliter synes det emellertid troligt att Cd = 2 ej
kan antas gälla ända till störtning.

Vidare finns det risk för att satelliten får en
elektrisk laddning, vilket i så fall påverkar
motståndet på de höjder där luften är till
väsentlig del joniserad. Om laddningen är negativ
attraheras de tunga positiva jonerna så att
antalet kollisioner ökas, varvid motståndet stiger.
Nu tycks negativ laddning vara det sanno-

Jämviktstemperatur
lf,2

16 2,0 _ 2>
Hastiqhetstörhollande S

Fig. 5. Jämförelse mellan teoretiska och
experimentella jämviktstemperaturer vid fri
molekylströmning av helium kring cirkulär cylinder;
friströmmens absoluta temperatur är temperaturenhet
(enligt NACA Rep. 1032).

302 TEKNISK TIDSKRIFT- 1960 H. 13

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Dec 12 02:44:47 2023 (aronsson) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1960/0328.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free