перфорация стенок

Схема перфорированной рабочей части аэродинамической трубы.

перфора́ция сте́нок (от позднелат. perforatio — пробуравливание) аэродинамических труб — система отверстий круглой, эллиптической, щелевой или другой формы, расположенных на стенках рабочей части аэродинамической трубы (АТ). При этом рабочая часть окружается камерой (см. рис.) и через перфорацию происходит массообмен между основным потоком газа в трубе и газом, находящимся в камере. Исследования свойств сверхзвукового течения газа в перфорированных границах были начаты в СССР в 1947 под руководством С. А. Христиановича; большой вклад в разработку этой проблемы внесли Г. Л. Гродзовский, А. А. Никольский, Г. П. Свищёв, Г. И. Таганов.

П. с. характеризуется степенью проницаемости (отношением суммарной площади отверстий ко всей площади стенки), которая обычно выбирается в зависимости от Маха числа М и для М = 1—1,3 изменяется в пределах 5—20%. П. с. используется для осуществления непрерывного перехода скорости потока через скорость звука и уменьшения влияния границ рабочей части AT при аэродинамических испытаниях моделей летательных аппаратов, регулирования в небольших пределах чисел М на выходе так называемых жёстких сверхзвуковых сопел, уменьшения неравномерности сверхзвукового потока.

Размещение модели в рабочей части со сплошными стенками уменьшает проходное сечение, что при определенной дозвуковой скорости набегающего потока (M_∞ < 1) приводит к «запиранию» AT, то есть к образованию в области расположения модели критического сечения, в котором скорость потока равна местной скорости звука. Запирание AT возможно также на выходе из рабочей части даже при отсутствии в ней модели из-за поджатия дозвукового потока пограничным слоем, нарастающим на стенках сопла и рабочей части трубы. Отвод газа из рабочей части через перфорацию позволяет осуществить непрерывный переход через скорость звука в рабочей части AT с моделью и без неё (о расходном сопле см. в статье Газовая динамика).

В сверхзвуковом потоке возмущения в виде волн сжатия и волн разрежения, отражённые от сплошной стенки и от свободной границы, отличаются знаком. Поэтому применение П. с. в сверх- и гиперзвуковых AT снижает интенсивность отражённых возмущений и тем самым уменьшает влияние границ рабочей части при испытаниях моделей летательных аппаратов и уменьшает неравномерность сверхзвукового потока. Более равномерное поле скоростей, увеличение допустимой загрузки рабочей части и снижение потерь полного давления получают при использовании принудительного отсоса, который осуществляется либо насосами, либо автоотсосом путём отклонения подвижных створок. Существенное ослабление влияния стенок можно получить регулированием их проницаемости и изменением давления со стороны камеры по всей поверхности.

Литература:
Сверхзвуковые течения газа в перфорированных границах, М., 1967.

А. Л. Искра.