Группа ученых из Самарского филиала Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (СФ ФИАН) получила революционные данные в области моделирования ударных волн в неравновесной газовой среде, что позволит внести существенный вклад в развитие новой науки – плазменной аэродинамики.
...В настоящее время ученым необходимо детально разобраться в механизмах распространения и изменения ударной волны в неравновесных средах. Важнейшей прикладной задачей таких исследований является создание так называемой «плазменной оболочки» самолёта – включения в систему управления самолетом технологии искусственно создаваемого потока плазмы на крыле, которым можно управлять под воздействием магнитного поля, что позволит повысить эффективность аэродинамических характеристик летательных аппаратов.

Проводить подобные исследования лишь экспериментально – все равно, что пытаться наугад с завязанными глазами собрать космический корабль: слишком дорого и неэффективно. Поэтому на помощь экспериментаторам приходят физики-теоретики, чьи расчеты и математические модели задают общий тон и направление дальнейших исследований. Одной из таких групп физиков-теоретиков, работающих в тесной «связке» с прикладными исследованиями, является группа под руководством зав. теоретическим сектором СФ ФИАН, доктора физико-математических наук, профессора Молевич Нонны Евгеньевны...


На фото: Молевич Н.Е. на Третьей Европейской Конференции по Аэрокосмическим наукам
(3 EUCASS, Версаль, Франция, 2009г.)

«Эксперименты по обтеканию моделей сверхзвуковыми газоплазменными потоками довольно дороги, без теоретических оценок получается «метод тыка» и топтание на месте. Поэтому рассматривают более простые ситуации с ударными трубами. Предложенная нами простая модель акустически активного неравновесного газа пока единственная, которая качественно объясняет возможные причины ускорения ударной волны, уширения переходной области за фронтом, расщепления волны и образование ударноволновых импульсов. Замечу также, что эта модель удовлетворительно объяснила и экспериментально обнаруженное ранее при других режимах газоплазменных экспериментов усиление ударных и акустических волн.

Мы впервые показали на простых моделях, что в неравновесной среде структура ударной волны действительно может сильно отличаться от равновесной. Получены стационарные волны четырёх типов: (1) ударные волны с возрастанием плотности и давления за разрывом, (2) волны с убыванием этих величин, (3) в форме автоволнового импульса, а также (4) в форме автоволны детонационного типа с ненулевой асимптотой. Показано, что эволюция волн малой амплитуды может быть для всех этих разных моделей неравновесной тепловыделяющей среды описана единым нелинейным уравнением», – рассказала Нонна Евгеньевна.

The Mach 6.5 structural design of the original X-15 was not adequate to handle the aerodynamic heating loads expected at Mach 8 for the advanced X-15A-2. For example, the total heat load for a location on the underside of the nose was approximately 2,300 Btu per square foot at Mach 6, but over 13,000 Btu at Mach 8. Similarly, the wing leading edge absorbed 9,500 Btu per square foot at Mach 6, but 27,500 Btu at Mach 8. To protect the airframe, researchers turned to ablative coatings similar to ones being proposed for the space shuttle.

As it finally rolled out of the paint shop at the Flight Research Center, the MA-25S-covered X-15A-2 was the polar opposite of what an X-15 normally looked like. Instead of the black Inconel X finish, the airplane had a protective layer of white Dow DC90-090. Actually, this was a relief to the pilots since the MA-35S has a natural pink color.

During the mid-1960s, a proposed delta-wing modification to X-15-3 might have kept the program flying until 1972 or 1973. Unlike many proposals, such as the “orbital X-15,” the delta wing was a real project and was the subject of a great deal of research and engineering. Despite endorsements from the Flight Research Center and John Becker at Langley, support remained lukewarm within the Air Force and NASA. The FRC was still evaluating the proposals for the delta-wing study on 15 November 1967 when the crash of the X-15-3 effectively ended all thought of such a modification.

The Photo Optical Degradation Experiment (#5) was used to determine the degradation of opti-cal imagery caused by supersonic and hypersonic shock waves, boundary layers, and rapid frictional heating of the photographic window. Several different experimental packages were employed using well-instrumented aerial cameras and multiple boundary-layer rakes. Two different camera systems were installed in the X-15 for the experiment.

Я так понял, что система дифф. уравнений типа "телеграфной".

Он напомнил, что в России сейчас разрабатывается горючее для гиперзвуковых аппаратов. "Рецептура создана, и та энергетика, которая аккумулирована в этом топливе, позволит нашим изделиям превысить скорость 5 Махов", - уточнил Булгаков

Hypersonic vehicles seems all the rage these days - China reportedly tested one, named Wu-14 on August 7, the United States made an attempt to test its own on August 25. Neither of these tests was a success, but it is clear that the tests will continue. What about Russia?

Russia first went public with its "hypersonic weapon" more than ten years ago - in February 2004 it tested a warhead that according to the Kremlin "will fly at hyper-sonic speed and will be able to change trajectory both in terms of altitude and direction, and missile defence systems will be powerless against them".

The warhead in question appears to go all the way back to the 1980s. One of the projects developed by the Chelomey Design Bureau (NPOmash) after 1987, an Albatross (solid-propellant) ICBM, included some kind of a maneuverable warhead. In 1989 the Albatross missile system was transferred to other design bureaus (and became Universal, which then became Topol-M), but NPOmash apparently kept the warhead. It was tested at least twice - on 28 February 1990 and 5 March 1990. Katayev's notes are a bit cryptic on these tests, but he noted that both tests were conducted "without separation" and mentions "70-80 km altitude." The vehicles flew to Kamchatka. Additional flight tests, including ones "with separation," were planned, but it looks like the first two flights were the last ones for some time.

А не будет ли клевать носом с таким расположением крыла?