Техника - молодёжи 1965-07, страница 23

Чтобы не было сжижения кислорода, стали нагревать воздух до высокой температуры. Тогда, несмотря на значительное охлаждение, температура потока на выходе из сопла все же остается выше точки сжижения кислорода. Только благодаря подогреву в баллонных и вакуумных трубах удалось достичь «запретных» скоростей, в девять раз превышающих скорость звука. Но это уже скоростной потолок даже для труб с подогревательным устройством. Любое дальнейшее увеличение гиперзвуковой скорости давалось уж слишком дорогой ценой: нужны были уникальные по своей громоздкости и сложности теплообменники. Например, одно из подогревающих устройств для аэродинамической трубы со скоростью воздушного потока, в десять раз превышающей скорость звука,—это огромный резервуар, где содержится 125 т шариков из окиси алюминия, нагреваемых до температуры свыше 1500°. А если еще увеличить скорость потока, то придется нагреть

Отдельные попытки подсоединить к такой модели датчики граничат со сверхвиртуозностью. Например, исследователям удалось установить термопару в модель диаметром меньше 6 мм, которая выстреливалась со скоростью 9,6 км в секунду.

Не удивительно, что аэродинамики все-таки отдают предпочтение неподвижным моделям, которым можно придать любую сложную форму и выставить их в аэродинамической трубе под любым углом к потоку.

Но у «аэродинамических стрельб» свой козырь, от которого трудно отказаться, — отсутствие конденсационного барьера.

Заманчиво было бы совместить преимущества неподвижной модели с достоинствами стреляющих установок. Именно так и поступили: модель была закреплена неподвижно, а выстреливать стали... сам воздух навстречу модели.

ГИПЕРЗВУКОВОЙ ПОЛЕТ

воздух до температуры, при которой начинают плавиться стенки трубы. Иными словами, подогрев оказался лишь временной отсрочкой.

В поисках выхода из затруднительного положения пробовали заменить воздух другим газом, который сжижается при гораздо более низкой температуре. Так появились гелиевые аэродинамические трубы. Без всяких конденсационных эффектов в них получили скорости, в 20 раз превышающие скорость звука. Казалось бы, трудно придумать, более удачное решение проблемы. Но гелий отличается от воздуха не только температурой сжижения, а и многими другими свойствами. Поэтому в гелиевых трубах так же невозможно воспроизвести полет в атмосфере, как и в потоке воздуха, в котором сконденсировался* кислород. ^

ТИР В БАРОКАМЕРЕ

Преодолеть конденсационный барьер помогли аэробаллистические установки; от «полета наоборот» в них вернулись к обычному, прямому полету.

Небольшие модели, весом до 10 г, выстреливаются из «пушек» в барокамеру. Меняя в ней давление, можно в©сп]Зоиз-вести полет на любой высоте. При этом скорость движения модели-пули нередко достигает скорости спутника.

Чтобы увеличить пробег модели, барокамеры вытягивают в длинные трубы, превращая их в аэробаллистические трассы. Установленные вдоль трассы приборы точно измеряют скорость полета модели, наблюдают за обтекающим ее потоком газа, регистрируют излучение раскаленных воздушных слоев у ее поверхности. И все-таки подобные измерения -нельзя "сравнить с многосторонними и тщательными измерениями на неподвижной модели в аэродинамической трубе. Пока что трудно даже «представить себе такую малогабаритную телеметрическую аппаратуру, которая производила бы подобные измерения на быстро летящем спутнике величиною с горошину.

собен развить иуда большую скорость — ведь у него нет огромного винта, обусловливающего большое аэродинамическое сопротивление. Создатели странного аппарата надеются, что их детище когда-нибудь обгонит собственный звук. О вертикально стартующих самолетах читайте статью в одном из следующих номеров журнала «Техника — молодежи».

ЭЛЕКТРОННАЯ ФАБРИКА ЧУВСТВ

Эта установка имеет 4 м в высоту, содержит около 75 им проводов, 40 тыс.

ламп и транзисторов. Она моделирует отдельные функции мозга: зрение, слух, память, логический аппарат. Конструкторы бились над своей электронной моделью два года. Шедевр же инженерного искусства природы, заключенный в нашей черепной коробке, создавался на протяжении миллиардов лет... Но человеческий разум для того и создан, чтобы покорить природу, спрессовав тысячелетия в годы!

Цифры н а 2-й стр. обложки: 1 — панель сознания, 2 — слуховые центры, 3 — глаз. 4 — ухо, 5 — центры памяти, 6 — центральная нервная система, 7 — зрительные центры.

ЗАЛП ПО МОДЕЛИ

Такой принцип был положен в основу ударных аэродинамических труб. На входе в трубу ставят баллон высокого давления, отделенный от нее тонкой металлической пластинкой — диафрагмой. На выходе труба соединяется с вакуумной камерой, в результате чего в ней создается высокое разрежение. Если внезапно прорвать диафрагму, например, мгновенным увеличением давления в баллоне, на входе в трубу создастся резкий перепад давления, как будто бы в этом месте произошел взрыв. Предшествуемый мощной ударной волной, поток газа, подобно снаряду, устремляется по трубе, где установлена модель, в разреженное пространство вакуумной камеры. Ударную трубу можно сравнить с пушкой, стреляющей газом. _ч

Ударна^ волна перемещается в трубе с очень большой скоростью и без расширяющегося сопла. Поэтому проблема конденсационного барьера £ама собой отпала для ударных труб. Но время действия труб очень невелико и составляет всего несколько тысячных долей секунды.

За рубежом в ударных трубах удалось получить скорости воздушного потока до 5,2 км в секунду при температуре потока в 20000° С. При таких высоких температурах скорость звука з газе тоже увеличивается, и намного. Поэтому, несмотря на большую скорость потока, ее превышение над скоростью звука оказывается незначительным. Складывалась обидная для аэродинамиков ситуация: абсолютные скорости гязового -потока очень велики, а воспроизвести гиперзвуковой полет в трубе нельзя. Необходимо было или еще больше увеличить скоррсть потока, или же уменьшить его температуру И тут снова вспомнили о расширяющемся сопле. С его помощью можно сделать и то и другое одновременно: сопло разгоняет сверхзвуковой поток газа и ъ то же время охлаждает его. Вредное качество сойла неожиданно обернулось на пользу. Таким? образом, в ударных трубах удалось получить скорости воздушного потока, в 16 раз превышающие скорость звука. В руках аэродинамиков расширяющееся сопло оказалось ружьем, из которого удалось убить сразу двух зайцев.

^Еще больших скоростей можно добиться, если совместить аэробалл<истическую установку с ударной трубой, то есть если выстрелить моделью в жерло ударной трубы, навстречу газовому H<jjOKy. Симбиоз этих двух установок позволил получить максимальную скорость модели относительно воздуха в 14,3 км в секунду. Причем 30% скорости давала ударная труба, а 70% приходилось на долю пускового устройства модель.

МОЛНИЯ в АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЕ

Следующий шаг в технике аэродинамического эксперимента — дополнительный разгон раскаленного ионизированного газа-плазмы электромагнитными полями. Пока подобные опыты еще не проводились. Но принципиально возможность такого ускорения была проверена на ударной гидромагнитной трубе небольшого диаметра, сконструированной в США. Плазма, создаваемая в камере при вспышке газового разряда, «продувалась» магнитным полем вдоль всей трубы. При этом скорость движения ударной волны достигала

19