соотношения. Это связано с тем, что температура газа может возрасти
от 2 кK (случая без подогрева газа) до 20 кK (при подогреве газа), что
приводит к существенному (в данном случае приблизительно в 3 раза)
увеличению скорости звука в рабочем (
C
R
) газе и к пропорциональ-
ному увеличению отношения
C
R
/C
St
.
В ударных трубах поверхность фронта УВ, которая генерируется
в исследуемом (разгоняемом) газе, близка к плоской, а течение газа в
рабочем тракте ударной трубы в первом приближении можно считать
одномерным. В простейшем варианте ударной трубы система ранее
указанных УВ создается после разрыва диафрагмы (выполненной из
металлической фольги или лавсановой пленки), разделяющей камеру
низкого давления, которая заполнена исследуемым газом при пони-
женном давлении (порядка 0,1. . . 0,01 атм), и камеру высокого давле-
ния, наполненную сжатым газом (при давлении порядка от нескольких
до сотен атмосфер).
Одной из важных задач в теории ударной трубы является устано-
вление математических зависимостей, связывающих физические ве-
личины, определяющие состояние газа в ударной трубе в начальный
момент времени, с параметрами системы указанных волн в произволь-
ный момент времени.
Эти зависимости могут быть найдены методами математического
моделирования, которые (в случае использования высокоточных вы-
числительных методов) позволяют выявить детальную структуру те-
чения газа, претерпевающего физико-химические превращения, при
наличии в поле течения взаимодействующих сильных и слабых раз-
рывов.
При этом, несмотря на развитие многомерных вычислительных
методик, одномерные математические модели сохранили свою прак-
тическую ценность, в частности они позволяют путем сравнения чи-
сленных и экспериментальных результатов верифицировать модели,
описывающие неравновесно протекающие химические превращения.
Одномерную математическую модель течения газа в рабочем трак-
те ударной трубы можно построить, если ввести ряд упрощающих
предположений. Такая элементарная теория ударной трубы описыва-
ется упрощенной схемой физических процессов (принимаемые при
этом предположения приведены далее). Эта упрощенная физическая
картина теплофизических процессов в ударной трубе заключается в
следующем:
— после принудительного разрыва диафрагмы (при использовании
специального технического устройства) рабочий газ, находящийся под
большим давлением в камере высокого давления, втекает (сжимая ис-
следуемый газ) в камеру низкого давления, которая заполнена иссле-
дуемым (разгоняемым) газом при пониженном давлении;
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 1 5
