Ударная труба

аэродинамическая установка, рабочий поток в которой создаётся в результате нестационарного расширения сжатого до высокого давления газа из цилиндрической камеры в цилиндрический канал, заполненный газом с низким давлением (рис. 1, а). Запуск У. т. происходит в момент разрушения диафрагмы, отделяющей камеру от канала; газ, находившийся под высоким давлением, разгоняется в волне разрежения, сжимая и нагревая в ударной волне газ в канале (рис. 1, б). В результате в канале образуются две следующие друг за другом области газа с квазистационарными параметрами (см. Квазистационарное течение). Рабочей средой служит либо газ, вышедший из камеры, либо газ, которым заполнен канал перед запуском. Время испытаний определяется продолжительностью движения рабочего газа через измерительную секцию, зависит от параметров потока, схемы и размеров установки. Для получения высоких значений параметров потока (скоростей, температур, Маха чисел М, Рейнольдса чисел Rе и др.) газ в камере нагревают. У. т. классифицируют по так называемой волновой картине. Ударная труба (рис. 1, а) обычно используется для решения задач нестационарной газовой динамики, аэрофизических и физико-химических исследований. Канал трубы заполняется рабочим газом, а камера — гелием или водородом. В рабочей части таких труб удаётся получать потоки газа с температурой до 104 К и скоростью потока до 104 м/с. Характерное время испытаний 10-5—10-4 с. Аэродинамическая ударная труба (рис. 2, а) служит для проведения аэродинамических и тепловых испытаний моделей ЛА. К каналу пристыковывается отделяемое от канала второй диафрагмой сопло с рабочей частью. Канал заполняется рабочим газом, камера — гелием или водородом. Как правило, рабочий газ сжимается в падающем и отражённом от сопла скачках уплотнения. Начальные параметры газов в камере и канале выбирают так, чтобы устранить появление вторичных волн при пересечении отражённого скачка и контактного разрыва (см. Контактная поверхность). В аэродинамической У. т. реализуется поток газа с М = 7—25 и Rе = 103—5{{•}}107. Длительность испытаний ~5{{•}}10-3 с. Ударная труба с нестационарным разгоном рабочего газа (рис. 2, б) используется для аэродинамических, тепловых и аэрофизических исследований. Рабочий газ заполняет камеру, канал заполняется газом с низкой молекулярной массой. К камере подсоединяется дополнительный отсек с газом (обладающим большим давлением и высокой температурой), отделяемый от неё второй диафрагмой. Отсек по отношению к камере является так называемым волновым подогревателем. Запуск этой У. т. осуществляется разрывом второй диафрагмы. Первая диафрагма разрывается ударной волной, проходящей по камере. В канале реализуется поток газа со скоростями 104—3{{•}}104 м/с, время испытаний 10-4 с. Ударная труба Людвига используется для аэродинамических и тепловых испытаний моделей ЛА в диапазоне М = 0,2—10 и высоких значениях Rе (~108) (см. Людвига труба). Развитие У. т. началось в 50 х гг. в связи с разработкой гиперзвуковых ЛА. Успех применения установок во многом был обусловлен созданием быстродействующей измерительной аппаратуры.