ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Проблема гиперзвукового нагрева из "Гиперзвуковые течения вязкого газа" Если тело проходит сквозь атмосферу или движется в ней с гиперзвуковым числом Маха ), то оно совершает над окружающей средой значительную работу, связанную с преодолением сопротивления. Таким телом может быть баллистический снаряд большого радиуса действия или самолет-снаряд, спутник, входящий в атмосферу, метеорит или любой другой объект внеземного происхождения, встретившийся с земной атмосферой. Работа, затраченная телом на преодоление сопротивления, в конечном счете проявляется в виде тепла. Это повышает температуру в следе за телом и увеличивает приток тепла к телу. Интервал времени, в течение которого тело совершает большую работу сопротивления, может быть достаточно большим, как, например, у самолетов-снарядов, или очень коротким, как у конусов головок баллистических ракет, спутников, возвращающихся на Землю, или метеоритов. [c.12] Подсчитаем в первом приближении количество тепла, которое получает тело, движущееся с гиперзвуковой скоростью за счет вязкого нагрева пограничного слоя воздуха около него. [c.13] Д/ — потенциал энтальпии, характеризующий разность между температурой нагретого газа и холодного тела. [c.13] Уравнение (1.2) показывает, что приток тепла к телу непосредственно зависит от геометрии тела, плотности газа на высоте полета и от скорости полета. [c.14] Таким образом, мы видим, что количество тепла, полученное телом при торможении в атмосфере от начальной гиперзвуковой скорости, прямо пропорционально произведению начальной кинетической энергии на отношение коэффициента вязкого трения к коэффициенту полного сопротивления. Отметим, что телу передается количество тепла, равное половине этого произведения. Другая половина расходуется на нагрев окружающего холодного газа ). Из уравнения (1.10) очевидно, что. [c.15] Из рис. 1.1 видно, что, даже если тело имеет обтекаемую форму и достаточно большую начальную скорость, то количество тепла, получаемое им при торможении, может превысить теплостойкость большинства из известных огнеупорных материалов. В табл. 1.2 даны теплостойкости нескольких огнеупорных материалов, включая теплоту плавления и испарения. [c.16] Вернуться к основной статье