هايبر سونيك

في الديناميكا الهوائية، هايبر سونيك hypersonic speed هي السرعة التي تفوق بكثير مرحلة ما بعد سرعة الصوت.[1] منذ سبعينيات القرن الماضي، يشير هذا المصطلح عموما إلى السرعات التي تفوق 5 ماخ.

صورة بتقنية ديناميكا الموائع الحسابية لطائرة ناسا (بسرعة 7 ماخ)
محاكاة لسرعة هايبر سونيك (5 ماخ)

يختلف عدد ماخ الدقيق الذي يمكن أن يقال فيه إن الطائرة تطير بسرعة هايبر سونيك، لأن التغيرات الفيزيائية الفردية في تدفق الهواء (مثل تفكك الجزيئات والتآين) تحدث بسرعات مختلفة؛ فتصبح هذه الأعراض مجتمعة مهمة عند وصولها سرعة حول 5 ماخ. وعادة ما يُعرف نظام الهايبر سونيك على أنه سرعات لا تنتج فيها المحركات النفاثة دفعة صافية.

خصائص التدفق

في حين أن تعريف الهايبر سونيك يمكن أن يكون غامضًا إلى حدٍّ ما ويكون قابلًا للنقاش بشكل عام (خاصة بسبب غياب الانقطاع بين تدفقات الهايبر سونيك والتدفق الأسرع من الصوت) ، يمكن أن يتصف تدفق الهايبر سونيك بظواهر فيزيائية معينة لم يعد من الممكن أن تُخفض تحليليًا كما هو الحال في التدفق الأسرع من الصوت . الميزات في تدفقات الهايبر سونيك هي كما يلي:

  1. طبقة صادمة
  2. تسخين حركي هوائي
  3. طبقة الانتروبيا
  4. آثار الغاز الحقيقي
  5. تأثيرات منخفضة الكثافة
  6. استقلال المعاملات الديناميكية الهوائية مع عدد ماخ.

الطبقة الصادمة

كلما ازداد عدد ماخ في الجسم، تزداد أيضًا الكثافة وراء صدمة القوس التي يولدها الجسم، والتي تتوافق مع انخفاض في الحجم وراء الصدمة بسبب الحفاظ على الكتلة. وبالتالي، فإن المسافة بين صدمة القوس والجسم ينخفض في أعداد ماخ العالية.

طبقة الانتروبيا

ومع زيادة السرعة وبالتالي زيادة عدد الماخ ، يزداد أيضاً التغير في الإنتروبيا عبر الصدمة، مما يؤدي إلى تدرج انتروبي قوي وتدفق دوامي شديد يمتزج مع طبقة حدية.

التفاعل اللزج

يتحول جزء من الطاقة الحركية الكبيرة المرتبطة بالتدفق عند أرقام ماخ العالية إلى طاقة داخلية في السائل بسبب التأثيرات اللزجة. تتحقق الزيادة في الطاقة الداخلية كزيادة في درجة الحرارة. بما أن تدرج الضغط الطبيعي للتدفق داخل الطبقة الحدودية هو صفر تقريبًا لأعداد ماخ التي تفوق سرعة الصوت بأقل من المتوسط إلى المتوسط، فإن زيادة درجة الحرارة عبر الطبقة الحدودية تتزامن مع انخفاض في الكثافة. يؤدي هذا إلى توسيع الجزء السفلي من الطبقة الحدودية، بحيث تنمو الطبقة الحدودية فوق الجسم أكثر سمكًا ويمكن أن تندمج غالبًا مع موجة الصدمة بالقرب من حافة الجسم الرئيسية.

تدفق درجات الحرارة العالية

درجات الحرارة المرتفعة بسبب مظهر من التفريق اللزج تسبب خواص تدفق كيميائية غير متوازنة مثل الإثارة الاهتزازية والتفكك وتأييد الجزيئات التي تؤدي إلى تدفق دخول الغلاف الجوي والحمل.

انظر أيضا
محركات
صواريخ
أنظمة تدفق أخرى

روابط خارجية

المراجع
  1. "معلومات عن هايبر سونيك على موقع jstor.org". jstor.org. مؤرشف من الأصل في 2020-04-08.
  • أيقونة بوابةبوابة هندسة
  • أيقونة بوابةبوابة الفيزياء
  • أيقونة بوابةبوابة طيران
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.