As condições supersônicas podem ser replicadas no solo?

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Em uma pergunta anterior, o motor P & W J 58 para o SR-71 foi discutido. O motor era um design novo e inovador, combinando as características de um turbojato e um ramjet.

Antes de voar com um design tão novo, eu acho que eles gostariam de testá-lo no solo o máximo possível para garantir a segurança do piloto e da aeronave. Caso contrário, você está enviando um cara com coisas que devem funcionar, mas até agora apenas no papel. (Eu sei que é o que os pilotos de teste se inscreveram para, mas eles não querem ser imprudentes sobre isso.)


Teste de solo J-58. de Wikimedia commons

Pelo que eu sei, um ramjet puro não funciona mesmo a velocidade zero. O que eu estou querendo saber é quanto pode ser aprendido do teste de solo em um novo design tão radical, ou qualquer design supersônico para esse assunto? As condições supersônicas podem ser replicadas no solo?

    
por TomMcW 17.04.2016 / 22:18

4 respostas

Sim , as condições supersónicas podem de facto ser replicadas no terreno para fins de testes de estrutura e motores.

Complexo de Desenvolvimento de Engenharia de Arnold (AEDC)

A Força Aérea dos EUA e a NASA operam com túneis de vento supersônicos, assim como Lockheed, P & W e outros. As mais avançadas dessas instalações são provavelmente aquelas no Arnold Engineering Development Complex , na Arnold Air Force Base. Eu não vou mencionar nenhum número específico de memória, porque eles provavelmente mudaram desde que eu trabalhei lá e não me lembro exatamente quais foram classificados / FOUO / de outra forma não-público, mas vamos apenas dizer que eles são muito bons.

O AEDC tem células de teste projetadas tanto para testar motores a jato quanto para testar modelos em escala de células (ou células de escala completa se for uma estrutura pequena o suficiente, como um míssil.) Além disso, possui instalações para testar estágio superior motores de foguete. Motores de foguetes de estágio inferior não precisam das instalações da Arnold, pois são projetados para operar na atmosfera e podem ser iluminados em algum lugar deserto.

De acordo com a Wikipedia (que eu acredito ser proveniente de informações disponíveis publicamente), Hypervelocity Wind Tunnel 9 pode gerar ar fluxo de Mach 14 com altitudes simuladas desde o nível do mar até 173.000 pés.


Túnel AEDC 9 (com artigo de teste) Fonte: Wikipédia

Caso isso não seja suficiente, o G Range pode disparar projéteis em aproximadamente a velocidade da órbita baixa da Terra. No entanto, esta é uma espécie de alongamento da definição de "supersônico", uma vez que é tipicamente bombeada para uma pressão de ar tão insignificante que o número de Mach não é realmente definido antes de um tiro nesse tipo de velocidade. Ainda assim, como o artigo do wiki indica, ele é capaz de disparar em até 1,7 atmosferas, então isso definitivamente conta como legitimamente supersônico nessas fotos.


AEDC Faixa G Fonte: Wikipédia

Base da Força Aérea de Holloman

Além dos túneis de vento e outras instalações da AEDC, a Força Aérea dos EUA também usa ocasionalmente trenós de foguetes , como aquele em Base da Força Aérea Holloman , que atualmente possui o recorde de velocidade para qualquer tipo de veículo não aéreo / espacial a 6.416 mph / 10,326 km / h (Mach 8.5.)


Teste de alta velocidade da Holloman Fonte: Wikipedia


Record de velocidade terrestre Rocket Sled em Holloman Fonte: Wikipédia

Holloman "Limite de velocidade" O "limite de velocidade" na Base Aérea de Holloman
Fonte: site de algum cara , que os obteve de imagens divulgadas publicamente da Holloman AFB

    
18.04.2016 / 09:31

É uma luta, mas isso pode ser feito. Para o J58, a Pratt & Whitney tinha uma instalação de testes em West Palm Beach que simularia as condições em velocidade e altitude. De este site :

The picture actually shows test cell A-1 at Pratt and Whitney’s West Palm Beach facility. […]. This test cell was actually an altitude simulation cell used for testing purposes. (We had a additional cell used for sea level runs for motors which were overhauled onsite also.) It used a non-afterburning J-79 as a slave motor. The exhaust of the slave was introduced to the inlet of the J-58 through a series of valves thereby simulating the speed, temperature, and density of the air at the inlet normally seen during flight. In this particular picture the motor is running at sea level as indicated by the inlet screen.

    
18.04.2016 / 00:45

Como mostrado aqui , a Lockheed Martin tem um túnel de vento supersônico capaz de gerar velocidades de até mach 5. Uma pesquisa rápida na Internet revelou uma extensa lista de outros túneis de vento supersônicos, indicando que essa tecnologia é bastante difundida. Além disso, como sugerido por SMSvondertann, carros movidos a jato e foguetes, como o SSC de empuxo , atingiram velocidades supersônicas em terra.

    
18.04.2016 / 00:26
Não exatamente no chão, mas algumas organizações chegam a extremos extremos para simular condições supersônicas. Tome NASA e seu paraquedas supersônico destinado à entrada atmosférica marciana, também conhecido como o Desacelerador Supersônico de Baixa Densidade. Eles recentemente testaram isso em um equipamento bastante surpreendente:

-O pára-quedas caiu de um helicóptero
-Um cabo de aço de 1 km conectou a rampa a um guincho através de uma polia | -O guincho mantém a corda sob tensão ...
-... e é anexado ao da estrela do show - um trenó de foguete de 4 motores, projetado para acelerar o pára-quedas a uma velocidade extrema antes de atingir o chão.

Este equipamento vale a pena mencionar, porque a descrição evoca uma imagem de uma pilha de caixas ACME vazias!

Veja aqui para mais informações

    
18.04.2016 / 22:55