Можа быць прайграныя звышгукавыя ўмовы на зямлі?

In a previous question the P&W J 58 engine for the SR-71 was discussed. The engine was a new and innovative design combining the characteristics of a turbojet and a ramjet.

Перад палётам з такой новай канструкцыі, я думаю, што яны хацелі б, каб праверыць яго на зямлю як мага больш, каб забяспечыць бяспеку пілота і самалёта. У адваротным выпадку вы адпраўляеце хлопец з рэчамі, што павінны праца, але да гэтага часу толькі на паперы. (Я ведаю, што гэта тое, што тэст-пілоты падпісаўся на, але яны не хочуць, каб быць неразумным пра гэта.)

J-58 ground test
J-58 ground test. from Wikimedia commons

З таго, што я ведаю, чысты ПВРД не будзе працаваць нават пры нулявой хуткасці палёту. Што мне цікава, колькі можна атрымаць з наземных выпрабаванняў на такой радыкальнай новай канструкцыі, або любы звышгукавы канструкцыі па гэтым пытанні? Можа быць прайграныя звышгукавыя ўмовы на зямлі?

36
Ёсць звышгукавыя машыны, якія працуюць на зямлі. Але я мяркую, вы кажаце аб тэставанні рухавікоў на зямлі? І J-58 можа працаваць на зямлю, таму што гэта можа зрабіць дозвуковой аперацыі таксама (Узлёты, пасадкі і дазапраўкі).
дададзена аўтар SMS von der Tann, крыніца

4 адказы

Yes, supersonic conditions can indeed be replicated on the ground for purposes of airframe and engine testing.

Arnold Engineering Development Complex (AEDC)

The U.S. Air Force and NASA both operate supersonic wind tunnels, as do Lockheed, P&W, and others. The most advanced of these facilities are probably those at Arnold Engineering Development Complex on Arnold Air Force Base. I won't mention any specific numbers from memory because they've likely changed since I worked there and I can't remember exactly which ones were classified/FOUO/otherwise-not-public, but let's just say they're pretty good.

AEDC мае тэставыя ячэйкі, прызначаныя як для тэставання рэактыўных рухавікоў, а таксама для выпрабаванні маштабных мадэляў планёраў (або поўнамаштабных планёраў, калі гэта досыць невялікі планёра, напрыклад, ракеты). Акрамя таго, ён мае сродак для выпрабаванні ракетных рухавікоў разгонных. ракетных рухавікоў ніжняй прыступкі не патрэбныя сродкі на Arnold, як тыя, якія прызначаны для працы ў атмасферы і можа быць проста засвяціўся ў пустыні недзе.

Згодна з Вікіпедыі (які я лічу, здабыты з-публічна даступнай інфармацыі) гіпергукавай аэрадынамічнай трубе 9 можа генеруе паток паветра Маха 14 з імітацыяй вышынь ад узроўню мора да 173.000 футаў.

AEDC Tunnel 9 with Test Article
AEDC Tunnel 9 (with test article) Source: Wikipedia

У выпадку, калі гэтага не дастаткова, G Range можа страляць снарадамі прыкладна ў хуткасці на нізкай калязямной арбіце. Тым не менш, гэта адзін від расцягу вызначэнне «звышгукавы», так як ён звычайна запампоўваюць ўніз да такога нязначнага ціску паветра, лік Маха на самай справе не вызначаны перад стрэлам у такой хуткасці. Тым не менш, як вікі артыкул паказвае на тое, што здольны стрэлаў з хуткасцю да 1,7 атмасфер, так што гэта, безумоўна, лічыцца законна звышгукавы на гэтых здымках.

AEDC G Range
AEDC Range G Source: Wikipedia

База ВПС Holloman

In addition to wind tunnels and other facilities at AEDC, the U.S. Air Force also occasionally uses rocket sleds, such as the one at База ВПС Holloman, which currently holds the speed record for any type of non-air/space vehicle at 6,416 mph/10,326 km/h (Mach 8.5.)

Holloman High Speed Test Track
Holloman High Speed Test Track Source: Wikipedia

Land Speed Record Rocket Sled at Holloman
Land Speed Record Rocket Sled at Holloman Source: Wikipedia

Holloman The "Speed Limit" at База ВПС Holloman
Source: some guy's website, which got them from publically-released images from Holloman AFB

42
дададзена
@FreeMan Гэта было весела. Гэта было ў каледжы. Я лічыў, прымаючы пастаяннае становішча там пасля каледжа, але я атрымаў яшчэ адна прапанова, што працаваў лепш. Я да гэтага часу ёсць некалькі сяброў, якія там працуюць, хоць. Я не быў у тунэль 9, хоць. Гэта адзін ў Мэрылэндзе. Я працаваў на галоўнай базе ў штаце Тэнэсі. Я ўпэўнены, што вы маеце рацыю, што гэтыя скрынкі вырабляюць некаторыя цікавыя аэрадынамічныя эфекты, але яны з зацішнага боку ад тэставага вырабы, таму яна не павінна на самай справе мае вялікае значэнне.
дададзена аўтар pauldoo, крыніца
@FreeMan Першапачаткова я бачыў яго на футболку і быў прыемна здзіўлены, выявіўшы, што знак быў на самай справе там. :) Поспехаў пацягнуўшы за хлопец парушаючы яго, хоць. Акрамя таго, поспехі парушаючы яго.
дададзена аўтар pauldoo, крыніца
A) Вы там працавалі? Гэта павінна было быць весела! B) Я ўпэўнены, што гэтыя срэбныя блокі ў каля 5 гадзін і 10 гадзін у першай карціне прызначаныя для розных датчыкаў, але я б сабе ўявіць, што іх даволі тупой пярэднія беражкі будуць мець <�я> некаторыя </я> роду ўздзеянне на паветраны струмень пры <�я> Mach 14 !!! Sheesh!
дададзена аўтар FreeMan, крыніца
Дадатковы +1 за знакам абмежаванні хуткасці! <�Я> Dang, што не працуе ...: (
дададзена аўтар FreeMan, крыніца
Каб быць справядлівым, што санкі убег гелиевой трубы (добра, некаторыя тонкія пластыкавыя лісты накінутай рамы палкі - ён быў разбураны, як саней прайшлі праз яго, - але ўсё ж асяроддзі, у якой рэактыўны рухавік будзе мець некаторыя праблемы) і пярэдняе абсталяванне было амаль цалкам абляцыя далёкая ў канцы прабегу. Не адзін з вашых больш практычных выпрабавальных стэндаў, на самай справе, але Кашмарныя цікава глядзець.
дададзена аўтар venergiac, крыніца
Мае любімыя эпізоды Mythbusters былі тымі, якія яны выкарыстоўвалі ракеты саней. Гэта проста настолькі дзіўным, каб глядзець нешта варушыцца, што хутка. Асабліва, калі яны дадалі другую стадыю. Проста, калі вы думаеце, нішто не можа пайсці, што хуткія другія выспяткі стадыі ў і ... цьфу!
дададзена аўтар TomMcW, крыніца

It is a struggle, but it can be done. For the J58, Pratt&Whitney had a test facility at West Palm Beach which would simulate conditions at speed and altitude. From this site:

J-58 Engine Testing in Afterburner at test cell A-1 at Pratt and Whitney’s West Palm Beach facility.

<�Р> Адлюстраванне на самай справе паказвае тэст клетак A-1 на Захадзе Пратт і Уітні   Палм-Біч аб'ект. [...]. Гэты тэст вочка была фактычна мадэляванне вышыні   вочка выкарыстоўваецца для мэт тэставання. (У нас была дадатковая вочка выкарыстоўваецца для мора   ўзровень працуе для рухавікоў, якія былі на месцы пасля капітальнага рамонту таксама.) Ён выкарыстоўваецца   без дожигания J-79 у якасці кіраванага рухавіка. Выхлапных газаў кіраванага было   прадстаўлены на ўваход у J-58 праз серыю клапанаў тым самым   імітуючы хуткасць, тэмпературу і шчыльнасць паветра на ўваходзе   як правіла, бачылі падчас палёту. У гэтай канкрэтнай карціне рухавік   працуе на ўзроўні мора, як паказана на экране на ўваходзе. </р>
32
дададзена
@FreeMan мяне была тая ж думка, і я падумаў, як правіла, гэта будзе больш астуджаецца патокам паветра, калі ён на самай справе былі ў палёце.
дададзена аўтар bwarner, крыніца
Адказ на гэтае пытанне міжволі становіцца адказ на гэтае пытанне .
дададзена аўтар FreeMan, крыніца
Акрамя таго, я проста зразумеў, што раздзел аранжавы ў канцы гэтага рухавіка робіць <�я> не , як уяўляецца, фарба, але свеціцца гарачы метал! Гэта дызайн? Я разумею, што гэта магутная гарачы на ​​тым канцы гарэлкі, і што мы звычайна не бачым, што з-за гандолай, але вонкавая частка выхлапнога сопла звычайна атрымліваюць <�я>, што </я> горача?
дададзена аўтар FreeMan, крыніца

Як паказана тут , Lockheed Martin мае звышгукавую аэрадынамічную трубу, здольную генерыраваць хуткасць ветру да 5М. хуткі пошук у Інтэрнэце паказаў шырокі спіс іншых звышгукавых аэрадынамічных трубах, паказваючы, што такая тэхналогія з'яўляецца дастаткова шырока. Акрамя таго, як гэта было прапанавана SMSvondertann, злачынствам і ракетных рухавікоў аўтамабіляў, такіх як Thrust SSC дасягнулі звышгукавы хуткасці на зямля.

12
дададзена
@DanNeely Можа быць, тунэлі Lockheed маюць гэта абмежаванне, але тунэлі AEDC ў не робяць. Яны могуць (і робяць) працаваць на працягу некалькіх гадзін запар. Яны таксама павінны выклікаць TVA кожнае паўгадзіны, каб сказаць ім, колькі электраэнергіі яны плануюць выкарыстоўваць, калі клеткі працуюць. :) У адваротным выпадку, яны літаральна перагружаны або недогрузки мясцовай энергасістэмы.
дададзена аўтар pauldoo, крыніца
Важная засцярога, што высокая маш аэрадынамічныя трубы могуць працаваць толькі на працягу кароткага часу (яны не могуць паскорыць паветра, які хутка ў рэжыме рэальнага часу, і замест функцыі, запоўніўшы велізарны будынак пад ціскам, а затым вентылявання яго ў тунэль). Тунэль LockMart ў разлічаны на 15-110 секунд пры маху 5.0-0.3. Гэта становіцца яшчэ горш пры гіпергукавай хуткасцях; ветравыя тунэлі могуць толькі ўразіць гэтыя ўзроўні больш чым для другога або два гэта азначае, што R & D павінна ўключаць выкарыстанне ракет для паскарэння фізічнага абсталявання для праверкі мадэлявання CFD ў палёце.
дададзена аўтар go minimal, крыніца
Мая першая думка была, «але гэта быў адкрытым, калі яны распрацоўвалі SR71?». Адказ на гэтае пытаньне ёсьць, так - ён быў адкрыты ў 1958 годзе!
дададзена аўтар FreeMan, крыніца

Не зусім на зямлі, але некаторыя арганізацыі ідуць на даволі экстрэмальныя даўжыні для імітацыі звышгукавых умоў. Вазьміце НАСА і іх звышгукавы парашут, прызначаны для ўваходу ў атмасферу Марса, таксама вядомы як Low-Density Supersonic запавольніка. Нядаўна яны праверылі гэта на вельмі дзіўную вышцы:

-The парашут быў скінуты з верталёта
-A 1 км сталёвы трос прымацаваны жолаб да лябёдцы з дапамогай шківа
-The лябёдка трымае вяроўку пад напругай ...
-... і прымацоўваюцца да зоркі шоў - ракеты саней 4-рухавіка, прызначанае для паскарэння парашута крайняй хуткасці, перш чым ён ўпадзе на зямлю.

Гэтая ўстаноўка варта адзначыць, не ў апошнюю чаргу таму, што апісанне выклікае ва ўяўленні вобраз груду пустых каробак ACME!

Глядзіце тут для атрымання дадатковай інфармацыі

8
дададзена
@TomMcW, што дарога бягун не мае шанцаў;)
дададзена аўтар hawxs, крыніца
... "МПЭЭ, МПЭЭ!"
дададзена аўтар TomMcW, крыніца