>>Так все же нужны именно РДТТ, или подойдут любые дымы? Вообще, про декорирование можно подробнее? В каких интервалах должны быть плотности и скорости дымов, чтобы был виден эффект? Нужны именно РДТТ Сатурна или подойдут и меньшие? В трубе проверить можно?
Вы, когда забрасываете потоком вопросов, должны прежде всего думать о том, что человеку на них надо как-то отвечать. На одно Ваше предложение - несколькими по каждом вопросу. А где-то и поболе.
Уважайте время собеседника, однако.
1) Про декорирование.
Рассмотрим потоки на косых скачках уплотнения. После того, как очередной слой воздуха(с дымами) пересек налетевший на него скачок уплотнения, вектор скорости воздуха(и частичек дыма вместе с ним) изменяется. Относительное движение вдоль ракеты, но в противоположном направлении - замедляется. И возникает движение вдоль образующей конуса. Дымовые частички вместе с воздухом начинают двигаться параллельно поверхности скачка уплотнения. Если впереди запас дымов исчерпан, то поток набегающего воздуха "вытаскивает" дымовые частички из связанного с телом ракеты пограничного слоя. Поскольку их траектория с хорошей точностью параллельна скачку уплотнения, они его декорируют. Визуализируют.
Визуализация аэродинамических явлений с помощью дымов - один из старых экспериментальных приемов.
2) Второй вопрос некорректен. Вы не определили, о каких скоростях дымов речь. Конкретно: о скоростях относительно чего.
О плотности. В условиях полета при хорошем освещении серьезное, достаточно хорошо видимое рассеяние света на дымовых частичках гарантировано при оптических плотностях типа 0.01. Для типичных дымовых частиц диаметром 200-400 нм(для удобства оценок берем чуть больше 300 нм, тогда квадрат будет 10^-13 м2) это соответствует количеству частиц в слое толщиной 1 м масштаба 10^11. И их суммарной массе 1 миллиграмма.
Если наблюдение вести через слой толщиной масштаба 10 метров(что в условиях полета и реализуется на границах скачка уплотнения), то достаточная плотность аэрозоля становится еще на порядок меньше.
3) По нашим оценкам плотности дымов получается, что в задымленном по ходу пространстве радиусом масштаба 100 м и при вычисленной нами скорости масштаба 1000 м/с объем воздуха составляет 30 млн. м3. Требуется около 30 кг вещества дымов. Поскольку эти "дымы" преимущественно состоят из воды, то автоматически получается требование к объему выброшенного вещества. Масштаба нескольких сот килограмм(не все сконденсируется). Слабые РДТТ - не дадут необходимой плотности на необходимых для уверенного измерения радиальных расстояниях от ракеты. А 1 тонна вещества РДТТ Сатурна - очень даже нормальное количество.
Уменьшение времени работы РДТТ допускается по габаритным условиям - раза в 2-3. За счет длины ракеты можно снизить это время еще раза в 2. Все это - снижение необходимой выбрасываемой массы.
Т.е. Сатурн - не обязателен. Возможна просто специально созданная для эксперимента ракета метров 50 длиной(иначе не хватит базы для четкого определения угла скачка уплотнения).
4) О проверке в трубе.
Да. Возможно. Вопрос только в цене заказа на проведение эксперимента.
Условия эксперимента специфические. Поток должен иметь давление масштаба 10 Па. Следовательно, для его организации нужно расширение воздуха с начальным давлением масштаба 100 Па в вакуум масштаба 1 Па. При этом, чтобы соблюдались именно аэродинамические условия(а не молекулярное обтекание) сами тела и пространства вокруг них дожны иметь габариты масштаба десятков сантиметров или более.
Мощные насосы Рутса с предельным давлением откачки 0.1 Па и производительностью масштаба 1000-1500 л/с(предел производительности на выпускавшихся в СССР насосах этого типа) позволяют справиться с задачкой, если их поставить штук десять в параллель.
Но кому это могло быть нужно? Т.е. какой организации не придется закупать специально под эту задачку десяток мощных насосов?
Задачку, правда, можно решить с одним насосом, но с вакуумным ресивером объемом масштаба цистерны. Его хватит на время, необходимое для установления потоков в системе трубопроводов и собственно на измерения.
При меньших габаритах - будет незаконное отклонение от физики обтекания(молекулярное обтекание или пограничный между аэродинамическим и молекулярным режим).
Гораздо хуже с моделированием работы РДТТ. С одной стороны струя должна быть достаточно мощной, чтобы пробить скачок уплотнения. С другой - нет пространства для радиального расширения. Ударная волна, достигающая границ трубы диаметром 1 метр, отражается, складывается с набегающей, дожимается - и УВ от нового источника с легкостью обгонит то, что создано непосредственно моделью РДТТ. Искажение будет настолько сильным, что о справедливости моделирования говорить будет нельзя.
Следовательно, эксперимент должен предполагать специальную конструкцию стенок трубы, уводящую вторичную УВ куда-то назад. Это резко усложняет изделие. И аэродинамику вблизи испытуемого тела. Выход - дальнейшее наращивание диаметра трубы(не исключающее отражателей УВ, но уводящее их подальше от модели). Следовательно - увеличение числа насосов и/или цистерн.
Глазомерная оценка стоимости этого УНИКАЛЬНОГО уже сооружения у меня в 50 млн. долларов не вписывается. Минимум 10 млн. - только на металл и сварочные работы.
Дешевле и вправду ракету запустить. Одноступенчатую с топливом только до высоты 65 км. Но сделанную специально для эксперимента. Т.е. оснащенную необходимыми РДТТ, и достигающую необходимых скоростей.
