От alexio
К bedal
Дата 04.03.2014 15:20:59
Рубрики Современность; ВВС;

Re: четвёртая

>Забравшись в стратосферу, ты снизишь плотность и тепловой поток. Но температура на поверхности будет той же

Та же температура не есть проблема. Проблема есть плотность среды с той же температурой. То есть одна молекула с температурой миллиарды градусов не испугает самолёт. Необходимо достаточное количество молекул повышенной энергии для превышения порога теплоотвода при максимально допустимой температуре.

Соответственно вывод - поднимаемся выше и имеем меньше энергичных молекул.
От bedal
К alexio (04.03.2014 15:20:59)
Дата 05.03.2014 08:50:51

Попробую объяснить "на пальцах"

Именно, что на пальцах :-)
Палец в значительной степени состоит из воды (огромная теплоёмкость) и даже снабжён неплохой системой охлаждения. И от мелких капель кипятка он не сварится. А вот кожа (тоже неплохо охлаждаемая) по поверхности пострадает - верхний слой белков свернётся. Палец в целом от этого действовать не перестанет, но чувствительность тактильная на время может пропасть - хотя даже ожогов вы можете не почувствовать.

"Вот так и бабочки". Когда молекула налетает на поверхность со скоростью, означающей температуру выше поверхности плавления - поверхность (именно поверхность) и ведёт себя, как жидкость. Именно потому, например, при попадании БПС броня на поверхности _расплескивается_. И потому дыра от кумулятивной струи выглядит, как проплавленная, хотя температура собственно струи очень далека от температуры плавления стали.
(Замечу, что для поведения среды можно использовать несколько разных моделей, и все они будут верны, в разных случаях используют разные, более удобные для конкретных расчётов и применения. Для нашего случая молекулярный подход и понятие температуры торможения - совершенно корректны).

Так вот - такая бомбардировка с высокой температурой торможения приводит к деградации поверхности (часть её просто испаряется даже). Вот просто ударила молекула, придала атому скорость выше скорости плавления - его и сдуло. Передать своё тепло другим атомам конструкции он просто не успевает, так как с ними не сталкивается (не всем везёт).

Ergo - для гиперзвука нужны другие материалы с другими понятиями прочности (не с арифметическим повышением прочности при "обычных" температурах) и т.п. Получить гиперзвуковой аппарат тупым разгоном - не получится.

Ну, о проблемах двигателей Вам уже писали. Грубо говоря - они связаны с тем же. Если температура торможения близка к температуре сгорания топлива - то сжигать топливо уже бесполезно, это не даст эффекта. Гиперзвуковой двигатель должен сжигать топливо в незаторможенном потоке.
От alexio
К bedal (05.03.2014 08:50:51)
Дата 05.03.2014 16:40:07

Re: Попробую объяснить...

>Так вот - такая бомбардировка с высокой температурой торможения приводит к деградации поверхности (часть её просто испаряется даже)

То есть предел задаётся живучестью поверхности. При этом имеем отличную живучесть при 3000 км/ч. Если скорость повышаем в корень из двух (примерно соответствует сабжу), то имеем примерно 1500 м/с, что даёт примерно 900 градусов кельвина. Ну пусть 650 цельсия - температура плавления дюраля. Если покрываем дюраль теплозащитой (а не титан ли там часом вообще), то считая теплозащиту расходным элементом можно не особо парясь полетать пусть не часами, но минут пять-то точно.

Остаётся двигатель. Здесь предлагалось подвесить вместо пары ракет вспомогательные ГПВРД, ни как не влияющие на наличие основных двигателей, но дающие кратковременную тягу в ситуациях снижения мощности основных двигателей (10 минут, например).

В результате имеем 4 с лишним маха в нужные моменты. Почему нет ?
От bedal
К alexio (05.03.2014 16:40:07)
Дата 05.03.2014 22:57:33

всякая проблема имеет простое решение. Столь же простое, сколь и неверное

>То есть предел задаётся живучестью поверхности.
я же сказал - на пальцах, и наиболее понятные эффекты. В реале всё сложнее, много сложнее.

>При этом имеем отличную живучесть при 3000 км/ч.
за время перелёта SR-71 через Атлантику на этой скорости Дрозд трижды снижал скорость до дозвуковой и, если два снижения можно объяснить дозаправкой, третий раз снижал именно для охлаждения. Тепловая нагрузка была такой, что при выполнении даже минимальных эволюций фюзеляж изгибался, отклонения от нормы достигали 15см.

>Если скорость повышаем в корень из двух (примерно соответствует сабжу), то имеем примерно 1500 м/с, что даёт примерно 900 градусов кельвина. Ну пусть 650 цельсия - температура плавления дюраля. Если покрываем дюраль теплозащитой (а не титан ли там часом вообще), то считая теплозащиту расходным элементом можно не особо парясь полетать пусть не часами, но минут пять-то точно.
температура потери прочности гораздо ниже температуры плавления. Потому-то и МиГ и Дрозд делались из стали и титана. Но и на них больше 3500 не выдашь, хоть тресни. Нужен совершенно другой самолёт.

>Остаётся двигатель.
Ну да, самое простое, правильно. Со сложным же разобрались.

>Здесь предлагалось подвесить вместо пары ракет вспомогательные ГПВРД, ни как не влияющие на наличие основных двигателей, но дающие кратковременную тягу в ситуациях снижения мощности основных двигателей (10 минут, например).
и в результате не достигнуть даже сверхзвука из-за сопротивления этих подвесок. Гиперзвуковые двигатели неизбежно БОЛЬШИЕ, они же работают на несжатом потоке.

>В результате имеем 4 с лишним маха в нужные моменты. Почему нет ?
В самом деле. А Вы не могли бы заодно предложить способы кратковременного разгона Ильи Муромца до 300км/час?
От alexio
К bedal (05.03.2014 22:57:33)
Дата 06.03.2014 16:18:08

Зато теперь имею представление о сложности проблемы :) (-)
От NV
К alexio (05.03.2014 16:40:07)
Дата 05.03.2014 17:31:32

Формула для температуры торможения

>>Так вот - такая бомбардировка с высокой температурой торможения приводит к деградации поверхности (часть её просто испаряется даже)
>
>То есть предел задаётся живучестью поверхности. При этом имеем отличную живучесть при 3000 км/ч. Если скорость повышаем в корень из двух (примерно соответствует сабжу), то имеем примерно 1500 м/с, что даёт примерно 900 градусов кельвина. Ну пусть 650 цельсия - температура плавления дюраля. Если покрываем дюраль теплозащитой (а не титан ли там часом вообще), то считая теплозащиту расходным элементом можно не особо парясь полетать пусть не часами, но минут пять-то точно.

>Остаётся двигатель. Здесь предлагалось подвесить вместо пары ракет вспомогательные ГПВРД, ни как не влияющие на наличие основных двигателей, но дающие кратковременную тягу в ситуациях снижения мощности основных двигателей (10 минут, например).

>В результате имеем 4 с лишним маха в нужные моменты. Почему нет ?

T0=T + V**2/2*cp,

где Т — температура, V — скорость, cp — удельная теплоёмкость газа при постоянном давлении.

Короче, зависимость от скорости квадратичная.

Виталий
От МиГ-31
К NV (05.03.2014 17:31:32)
Дата 05.03.2014 18:09:50

Добавлю как конструктор

>>>Так вот - такая бомбардировка с высокой температурой торможения приводит к деградации поверхности (часть её просто испаряется даже)
>>
>>Если покрываем дюраль теплозащитой (а не титан ли там часом вообще), то считая теплозащиту расходным элементом можно не особо парясь полетать пусть не часами, но минут пять-то точно.


>Короче, зависимость от скорости квадратичная.

Еще и различные коэффициенты теплового расширения теплозащиты( которую вы предлагаете считать абляционной), обшивки, и силового набора.
Возвращаясь к словам что некий МиГ-41 есть модификация МиГ-31 мы уже видим, в чем такая, с позволения сказать, модификация может выражаться.
Так что "проще нового родить, чем этого отмыть"(с) :)
С уважением, МиГ-31 (тоже эсквайр).
От МиГ-31
К alexio (04.03.2014 15:20:59)
Дата 04.03.2014 20:13:45

Для прямодинейного и равномерного полета молекулы нужны в товарном количестве :)

>Соответственно вывод - поднимаемся выше и имеем меньше энергичных молекул.
 Но мы об них сильнее ударяемся ;)
С уважением, МиГ-31 (тоже эсквайр).
От NV
К МиГ-31 (04.03.2014 20:13:45)
Дата 04.03.2014 22:26:47

А соотношение подъёмной силы к силе сопротивления называется

>>Соответственно вывод - поднимаемся выше и имеем меньше энергичных молекул.
> Но мы об них сильнее ударяемся ;)

аэродинамическим качеством и оно на гиперзвуке, сцуко, как назло, небольшое. Вот об него и разбиваются все прекрасные мечты.

>С уважением, МиГ-31 (тоже эсквайр).
Виталий
От NV
К alexio (04.03.2014 15:20:59)
Дата 04.03.2014 15:39:56

Это вам кажется

>>Забравшись в стратосферу, ты снизишь плотность и тепловой поток. Но температура на поверхности будет той же
>
>Та же температура не есть проблема. Проблема есть плотность среды с той же температурой. То есть одна молекула с температурой миллиарды градусов не испугает самолёт. Необходимо достаточное количество молекул повышенной энергии для превышения порога теплоотвода при максимально допустимой температуре.

>Соответственно вывод - поднимаемся выше и имеем меньше энергичных молекул.

как человек, занимавшийся именно вопросами теплозащиты во времкна Бурана, я это ответственно заявляю :)

Но разводить ликбез на эту тему - всё же не формат данного форума. На эту тему много книжек написано, впрочем.
Виталий