超音速風洞

超音速風洞は、超音速（1.2 M 5）を生成する風洞です。マッハ数と流れは、ノズルの形状によって決まります。レイノルズ数は、密度レベル（沈殿チャンバー内の圧力）を変更することにより変化します。したがって、高い圧力比が必要です（M = 4の超音速領域では、この比は10のオーダーです）。それとは別に、静的温度が十分に低くなると、水分の凝縮またはガスの液化が発生する可能性があります。これは、超音速風洞では通常、乾燥施設または予熱施設が必要であることを意味します。超音速風洞には大きな電力需要があるため、ほとんどは連続運転ではなく断続運転用に設計されています。

超音速トンネル運用の制限

最低必要圧力比

楽観的推定：圧力比≤{\ displaystyle \ leq}テストセクションのMでの通常の衝撃に対する合計圧力比：

PtPamb≤（Pt1Pt2）M1 = Mm {\ displaystyle {\ frac {P_ {t}} {P_ {amb}}} \ leq \ left（{\ frac {P_ {t_ {1}}} {P_ {t_ {2 }}}} \ right）_ {M_ {1} = M_ {m}}}

例：

温度の影響：結露

テストセクションの温度：

TmTt =（1 + γ−12Mm2）−1 {\ displaystyle {\ frac {T_ {m}} {T_ {t}}} = \ left（1 + {\ frac {\ gamma -1} {2}} M_ {m} ^ {2} \ right）^ {-1}}

Tt {\ displaystyle T_ {t}} = 330 Kの場合：Mm {\ displaystyle M_ {m}}でTm {\ displaystyle T_ {m}} = 70 K = 4

速度範囲は貯水池の温度によって制限されます

所要電力

超音速風洞を運転するのに必要な電力は膨大で、試験断面積1平方メートルあたり50 MWのオーダーです。このため、ほとんどの風洞は、高圧タンクに蓄えられたエネルギーを使用して断続的に動作します。これらの風洞は、断続的な超音速風下風洞とも呼ばれます（その概略図を以下に示します）。巨大な出力を達成する別の方法は、真空貯蔵タンクの使用です。これらのトンネルは、ドラフト超音速風洞と呼ばれ、レイノルズ数が低いことに制限されているため、めったに使用されません。一部の大国では、継続的に稼働する主要な超音速トンネルが建設されています。写真に示されています。超音速風洞を操作する他の問題には、次のものがあります。

• テストセクションの開始と開始（少なくとも最小圧力比の維持に関連）
• 乾燥空気の適切な供給
• 衝撃波の反射と（場合によっては）閉塞による壁干渉効果
• 断続的なトンネルでの実行時間が短いため、迅速な測定が可能な高品質の機器

Ludwiegチューブなどのトンネルは、テスト時間が短く（通常は1秒未満）、レイノルズ数が比較的高く、電力要件が低くなっています。

参考文献

• 教皇、A .; Goin、K.（1978）。 高速風洞試験クリーガー。 ISBN 0-88275-727-X。