Гиперзвуковая аэродинамика

Камполи Л.
Специалисты, 9 семестр. Магистры 1 семестр.
Курс лекций по выбору. Рекомендуется всем, кто интересуется механикой жидкости, газа и плазмы.

Гиперзвуковая аэродинамика изучает течения газа около тел, движущихся с большими сверхзвуковыми скоростями.

Интерес к изучению таких течений связан прежде всего с дальнейшим развитием авиационной, ракетной и космической техники. При увеличении скоростей движения летательных аппаратов наряду с термином «сверхзвуковые течения газа» в литературе появляется и термин «гиперзвуковые течения», так как они обладают особыми специфическими свойствами, которые ранее не наблюдались при умеренных сверхзвуковых скоростях движения тела.

Наличие этих характерных свойств зависит не только от скорости движения тела, но и от его формы, от конкретного вида газа и от того, какая часть поля течения при этом рассматривается.

Целью курса «Гиперзвуковая аэродинамика» является ознакомление студентов старших курсов и магистров с этой ветвью газовой динамики, с ее специфическими особенностями, благодаря которым она выделилась в отдельное направление, с ее методами, основными идеями и результатами.

Рассматриваются две группы явлений, характерных для гиперзвуковых течений газа. Это явления гидродинамического характера, связанные с большой сверхзвуковой скоростью движения тела, а также явления физико-химического характера, связанные с резким повышением температуры газа около поверхности обтекаемого тела.

Приводится общая постановка задачи сверхзвукового обтекания тела установившимся потоком газа и обсуждаются вопросы существования и единственности решения указанной задачи. Рассматривается предельный вариант постановки задачи при стремлении к бесконечности числа Маха, набегающего на тело потока. Излагаются различные методы приближенного решения задачи: локальные методы, теория тонких тел и теория тонкого ударного слоя.

Литература

• Чёрный Г. Г. Течение газа с большой сверхзвуковой скоростью. М.: Физматгиз, 1959. 220 с.
• Лунев В. В. Течение реальных газов с большими скоростями. М.: Физматлит, 2007. 760 с.
• Крайко А. Н. Теоретическая газовая динамика: классика и современность.  М.: ТОРУС ПРЕСС, 2010.  440 с.
• Богатко В. И., Потехина Е. А. Введение в гиперзвуковую аэродинамику: учебное пособие. СПб.: Изд-во ВВМ, 2015. 37 с.
• Черный Г. Г. Газовая динамика. М.: Наука, 1988. 424 с.
• Хейз У. Д., Пробстин Р. Ф. Теория гиперзвуковых течений. М.: ИЛ, 1962. 607 с.
• Гиро Ж. Основные вопросы теории гиперзвуковых течений. М.: Мир, 1965. 327 с.
• Баранцев Р. Г. Гиперзвуковая аэродинамика идеального газа. Л.: ЛГУ, 1983. 116 с.