45

Самарские ученые открыли формулу плазменной аэродинамики

Группа ученых из Самарского филиала Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (СФ ФИАН) получила формулу моделирования ударных волн в газовой среде, что позволит внести существенный вклад в развитие новой науки – плазменной аэродинамики. 

  • На фото: Молевич Н.Е. на Третьей Европейской Конференции по Аэрокосмическим наукам. 3 EUCASS, Версаль, Франция, 2009г.
  • На фото: Молевич Н.Е. на Третьей Европейской Конференции по Аэрокосмическим наукам. 3 EUCASS, Версаль, Франция, 2009г.

В настоящее время ученым необходимо детально разобраться в механизмах распространения и изменения ударной волны в неравновесных средах. Важнейшей прикладной задачей таких исследований является создание так называемой «плазменной оболочки» самолёта – включения в систему управления самолетом технологии искусственно создаваемого потока плазмы на крыле, которым можно управлять под воздействием магнитного поля, что позволит повысить эффективность аэродинамических характеристик летательных аппаратов.

 

Проводить подобные исследования лишь экспериментально – все равно, что пытаться наугад с завязанными глазами собрать космический корабль: слишком дорого и неэффективно. Поэтому на помощь экспериментаторам приходят физики-теоретики, чьи расчеты и математические модели задают общий тон и направление дальнейших исследований. Одной из таких групп физиков-теоретиков, работающих в тесной «связке» с прикладными исследованиями, является группа под руководством зав. теоретическим сектором СФ ФИАН, доктора физико-математических наук, профессора Молевич Нонны Евгеньевны.

 

«Эксперименты по обтеканию моделей сверхзвуковыми газоплазменными потоками довольно дороги, без теоретических оценок получается «метод тыка» и топтание на месте. Поэтому рассматривают более простые ситуации с ударными трубами. Предложенная нами простая модель акустически активного неравновесного газа пока единственная, которая качественно объясняет возможные причины ускорения ударной волны, уширения переходной области за фронтом, расщепления волны и образование ударноволновых импульсов. Замечу также, что эта модель удовлетворительно объяснила и экспериментально обнаруженное ранее при других режимах газоплазменных экспериментов усиление ударных и акустических волн.

    Мы впервые показали на простых моделях, что в неравновесной среде структура ударной волны действительно может сильно отличаться от равновесной. Получены стационарные волны четырёх типов: (1) ударные волны с возрастанием плотности и давления за разрывом, (2) волны с убыванием этих величин, (3) в форме автоволнового импульса, а также (4) в форме автоволны детонационного типа с ненулевой асимптотой. Показано, что эволюция волн малой амплитуды может быть для всех этих разных моделей неравновесной тепловыделяющей среды описана единым нелинейным уравнением», – рассказала Нонна Евгеньевна.

  • На фото: а) результаты численного моделирования расщепления фронта плоской ударной волны в неравновесной среде (2009г.); б) экспериментально полученные снимки ударной волны в работах А.И. Климова, ОИВТ РАН (2002 г.)
  • На фото: а) результаты численного моделирования расщепления фронта плоской ударной волны в неравновесной среде (2009г.); б) экспериментально полученные снимки ударной волны в работах А.И. Климова, ОИВТ РАН (2002 г.)

 

Совершенное открытие позволяет описывать поведение плазмы не только для летательных аппаратов будущего использующих плазму как "оболочку" для ускорения движения, но и описывает модель распространения плазмы после взрыва сверхновых звезд во вселенной.

 

  • Волокнистая структура ударных волн в межзвездном газе
  • Волокнистая структура ударных волн в межзвездном газе

/17.01.2013/  По материалам АНИ "ФИАН-Информ"

 

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!

  • 0
    Evgenij Evgenij
    17.01.1317:43:32
    Таки полетят наши СУшки сразу в космос 8 или 9 поколением, после ПАК-ФА через пару лет, на зависть буржуйским космопроектам   
  • 0
    ups ups
    17.01.1318:00:45
    А это похоже на гиперзвук, там при полете с плазмой борятся. Надо их срочно в оборонку) +
    • 0
      Григорий Басс Григорий Басс
      17.01.1323:34:49
      во - во , и я тоже сразу про гиперзвук подумал , и похоже на оборонку они как раз и работают
      Отредактировано: Григорий Басс~23:36 17.01.13
      • 0
        vostok1982 vostok1982
        18.01.1300:04:39
        Не только гиперзвук, но и незаметность для радаров тоже))) Можно будет сделать СУ 27 стелсом))
        • 0
          Evgenij Evgenij
          18.01.1304:22:49
          Нельзя же так сурово)
        • 0
          Нет аватара pontika
          18.01.1311:19:17
          Так вроде бы ходили слухи, что такие стелсоделаемые девайсы у нас есть. Даже имя у них было, кажется, "Марабу". А по теме, ждем в недалеком будущем гиперзвуковые девайсы, ну чтобы пыл некоторым особозазнавшимся странам пыл поумерить.
  • 0
    t4v t4v
    18.01.1301:58:41
    из текста нихрена не понял, но плюс поставил. гуманитарий
    • 0
      Нет аватара ak262
      18.01.1314:42:42
      А что тут понимать. Коллеги из Самары предложили новый модель для расчета прохождения ударной волны через неравновесную плазму. Таких моделей довольно много, вот как раз на прошлой неделе слушал на семинаре по совместной работе ФИАН-Боннский ун-т на близкую тему.
      • 0
        Zveruga Zveruga
        18.01.1317:43:10
        Тут нужно уточнить 1.
        Вопрос, чем завершается акустическая неустойчивость, до последнего времени был неразрешенным, т.к. нелинейную структуру акустического возмущения пытались объяснить на основе низкочастотных или высокочастотных моделей. Группа ученых из СФ ФИАН показала, что это не правильный подход. Стационарная структура формируется в результате нелинейной передачи энергии от неустойчивых низких частот к устойчивым высоким, и она сама имеет широкий спектр. Поэтому её удалось правильно описать, только когда ученые из СФ ФИАН смогли получить обобщенное акустическое уравнение, как раз и способное описать эволюцию возмущения любого спектра.
        Т. е. полученная формула общая для всех состояний плазмы. 2.
        Главное в наших работах на сегодняшний момент то, что впервые получен ответ на следующий вопрос: к чему приводит акустическая неустойчивость стационарно неравновесной среды с точки зрения конечной структуры газодинамического возмущения? Какие предельные амплитуды устанавливаются? Какая структура формируется за разрывным фронтом?»
        Т. е. есть результат, который другие теории не объясняли. 3.
        Предложенная нами простая модель акустически активного неравновесного газа пока единственная, которая качественно объясняет возможные причины ускорения ударной волны, уширения переходной области за фронтом, расщепления волны и образование ударноволновых импульсов. Замечу также, что эта модель удовлетворительно объяснила и экспериментально обнаруженное ранее при других режимах газоплазменных экспериментов усиление ударных и акустических волн.
        Т. е. теория подтверждается эксперементальными данными.
  • 0
    Нет аватара strange2007
    18.01.1306:48:14
    ВАХ!!!! Ни когда не думал об направлении плазмы на скорости. Мдя, амеры то скоро истерить начнут, а это очень плохо. По идее надо их жалеть, мы же не варвары. Может как-то их успокоить? Ну, пообещать, что некоторые новшества с радостью им продадим. Пусть строят "уникальные" разработки.
    • 0
      Нет аватара Achtung
      18.01.1312:24:03
      Я так понял, хотят создать что-нить наподобие торпеды ''шквал'', но в воздушной среде, уменьшить силу трения засчет плазменной оболочки. Если получится, то о результатах страшно подумать. Хм....или речь только про создание оптимальной аэродинамической формы ? Тогда неинтересно.
      Отредактировано: Achtung~13:18 18.01.13
      • 0
        El13 El13
        18.01.1314:01:54
        Вы описали прикладные задачи, а статья то как раз о том, что теоретически удалось посчитать процессы ударного течения плазмы.
  • 0
    Нет аватара biggreenbob
    18.01.1314:43:03
    отличная новость в пятницу, чтобы с оптимизмом закончить рабочую неделю!!!!!!    
  • 0
    Нет аватара walt
    18.01.1315:35:54
    БШ вроде, писал, что плазма в одном диапазоне волн скрывает самолет, в другом светится как елка.
  • 0
    Нет аватара Ivanov
    18.01.1316:48:41
    Самарские ученые открыли формулу плазменной аэродинамики
    Правильно писать не "ОТКРЫЛИ формулу", а "ВЫВЕЛИ формулу". А ОТКРЫТЬ можно ЗАКОН. А новость СУПЕР.
    • 0
      El13 El13
      18.01.1319:28:12
      Думаю, формула там на несколько мегабайт    )) скорее всего разработали эмпирическую методику пересчёта огромных массивов информации по правилам, которые и образуют ту самую "формулу", например, методом конечных элементов.
  • 0
    Нет аватара hvv
    23.01.1318:29:15
    Круто! А женщина эта у нас лабы по физике вела..
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,