Nedávno som informoval o čínskych plánoch na spustenie Shenzhou-9 a použil som zásobný obraz rakety Long March-2F odstrelenej z odpalovacej základne. Nafin chcel vedieť, čo ten kosoštvorcový vzorec za raketou bol, a odpoveď ivan3man_at_large uverejnila odpoveď: volajú sa rázové diamanty.
Šokové diamanty? Tento výraz nejako prekĺzol okolo mňa, takže som si myslel, že sa do toho ešte viac kopám.
Šokové diamanty (alternatívne známe ako „Machove disky“) sa vyskytujú, keď plyn opúšťa dýzu nadzvukovou rýchlosťou, pri inom tlaku ako je vonkajšia atmosféra. Pri hladine mora môže byť tlak výfukových plynov nižší ako hustá atmosféra. A potom vo veľmi vysokých nadmorských výškach môže byť výfukový tlak vyšší ako tenká atmosféra.
Takže tieto rázové diamanty sa môžu objaviť rovnako ako vzlietne raketa, alebo vo vysokej nadmorskej výške, keď sa zmení na nadzvukovú rýchlosť.
Klasickým príkladom je odstrel raketoplánu, ale ďalším slávnym príkladom je, keď raketové lietadlo X-1 Chuck Yeager dosiahlo Mach 1.
Zoberme si príklad odpálenia rakety. V tomto prípade je výstupný tlak výfukového plynu nižší ako vonkajšia atmosféra, a preto sa vyskytne situácia nazývaná „nadmerná expanzia“. Plyn opúšťa raketu pri nižšom tlaku a ventilátory smerom von z výfukovej dýzy v „expanznom ventilátore“. Vonkajšia atmosféra však má vyšší tlak ako výfukové plyny, a preto ju stláča dovnútra. Tento rozdiel tlaku tlačí plyn späť v určitom bode - prvý šokový diamant.
(Teraz vám ušetrím všetku zložitú dynamiku tekutín.)
Potom plyn kompenzuje a opäť expanduje do nového expanzného ventilátora a potom je pri ďalšom šokovom diamantu nútený späť spolu v rovnakej vzdialenosti ďalej od rakety a tak ďalej a tak ďalej. Nakoniec nastane atmosférické skreslenie a trenie, čím sa vyrovná tlak výfukového plynu s okolitou atmosférou.
Šokové diamanty pôvodne objavil známy rakúsky vedec Ernst Mach, ktorý pracoval na dynamike tekutín.
Jedna ďalšia zaujímavá vedľajšia nota, šokové diamanty sa v raketových výfukoch ešte nevideli. Boli tiež svedkami výbuchu sopiek a delostreleckých zbraní
Existujú dva skvelé články o Machových diamantoch, ak ich naozaj chcete hlbšie pochopiť. Vyskúšajte tento článok z Aerospace Web a tento článok zo siete Allstar Network.
