آیرودینامیک سرعت زیاد

[spow 44,195]

[h=2]

[/h][h=2]سرعت زیر صوتی[/h]وقتی سرعت موشک کمتر از یک ماخ است،‌ سرعت آن زیر صوت می باشد،‌ در این صورت امواج ضربه ای حاصله در جلوی آن قرار می گیرند و یا امواج پیش از موشک حرکت می نمایند. این امواج هر اندازه از موشک یا پرنده در حال پرواز دور شوند تاثیر مهمی در نیروی آیرودینامیکی ندارند. سرعت زیر صوت همه سرعت های پرواز کمتر از 85 درصد ماخ را شامل می شود.[h=2]سرعت فراصوت[/h]چنانچه سرعت موشک سیر صعودی را طی نماید،‌ به تناسب ازدیاد سرعت،‌ موشک به امواج ضربه ای ناشی از سرعت خود در هوا نزدیک تر می شود. با نزدیک تر شدن سرعت موشک به سرعت صوت حالتی بوجود می آید که هنوز امواج تولیدی از موشک دور نشده اند،‌ امواج بعدی می رسد تا اینکه وقتی سرعت موشک به سرعت صوت رسید،‌دیگر امواج تولیدی توسط موشک یا هواپیما فرصت دور شدن و جدایی از لبه ی حمله را ندارند، چون در این حالت سرعت موشک با سرعت صوت برابر است.

در این حالت،‌ امواج جلوی موشک متراکم و جرم مخصوص فشار هوا و سرعت آن در این منطقه زیاد می شود. نیروی پسای وارده بر این سرعت به نام سد صوتی نامیده می شود. پیدایش موشک یا هواپیما با موتور قوی ثابت کرده که عملا عبور از این سرعت بسیار آسان و عادیست. با افزایش سرعت در اندازه های بیش از یک ماخ (1.2) به تدریج از مقدار ضریب پسا کاسته می شود. تا اینکه در سرعت 2.3 ماخ ضریب پسا به مقدار ثابتی نزدیک به دو برابر مقداری که در سرعت های کمتر از سرعت صوت داشته می رسد.در این سرعت امواج ضربه ای حاصله در عقب موشک قرار می گیرند. کم کردن قطر بدنه و ضخامت بال ها ( تغییرات آیرودینامیکی) در این سرعت (مافوق صوت) تا سرعت 5 ماخ را شامل می شود. چنانچه سرعت موشک سیر صعودی را طی نماید،‌ به تناسب ازدیاد سرعت،‌ موشک به امواج ضربه ای ناشی از سرعت خود در هوا نزدیک تر می شود

 

[h=2]سرعت ماورای صوت[/h]این سرعت به طور معمول ، سرعت های بیش از 5 ماخ را شامل می شود. آنچه سرعت های فراصوتی و ماورای صوت، قابل توجه است،‌ مشکل حرارتی می باشد. برخورد و تصادف مولکول های هوا با پوسته خارجی موشک در محدوده ی این سرعت ها آنچنان شدید است که دمای بدنه به سرعت افزایش پیدا می کند،‌به طوریکه در ابتدای ورود به سرعت مافوق صوت (5 ماخ) دما به 600 درجه ی سانتیگراد و در بعضی قسمت ها به 1000 درجه ی سانتیگراد می رسد. بدیهی است ، این مقدار حرارت، مواد ساختمانی معمولی را ذوب می نماید. برای رفع این نقیصه در موشک، استفاده از فلزات و آلیا ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ زهای فلزی و سایر ترکیبات شیمیایی که در برابر دما مقاومت زیاد داشته باشند،‌ ضروری است. با این همه برای مقابله با این حرارت از سیستم های خنک کننده نیز استفاده می شود.

 

 

عامل مهم دیگر در مطالعات آیرودینامیکی مربوط به سرعت های فراصوتی و مافوق صوت،‌ ضرورت استفاده از تجهیزات آزمایشی مخصوص نظیر تونل باد می یاشد. برای کسب دقیق ضرایب آیرودینامیکی،‌استفاده از تونل باد الزامی است. بایستی توجه شود مدلهایی که از یک موشک با هواپیمای واقعی برای مطالعه آیرودینامیکی تهیه می شود،‌ باید به مدل واقعی بسیار نزدیک باشد و از این لحاظ هرچه اندازه ابعاد مدل انتخابی به شکل واقعی و حقیقی موشک نزدیک تر باشد،‌ضرایب آیرودینامیکی به دست آمده به مقدار حقیقی نزدیک تر و قابل اطمینان می باشد.باید به این نکته توجه کرد که موشک های بالستیک قاره پیما و برد متوسط که دارای آیرودینامیک سرعت زیادهستند تحت تاثیر طراحی اولیه یا مسیر مرجع از پروفایل استاندارد تبعیت می نمایند که نشان دهنده وضعیت مناسب یا دقت هدایت موشک است و لذا مسیری را که موشک عملا می پیماید،‌ با مسیری که از پیش تعیین شده متفاوت است و آن به علت اثر باد و یا عدم تنظیم تراست می باشد.[h=2]باید توجه داشت خط مسیر موشک بالستیک به 4 بخش زیر تقسیم می شود:[/h]* فاز مربوط به موتور اصلی* فاز مربوط به موتور ورنیر( موتور ورنیر راکتیست که در فاز نهایی موشک های بالستیک باعث تنظیم سرعت آن می شود)* فاز فضای پروازی* فاز شیرجه یا ورود یا برگشت و نهایتا اصابت