высокая степень насыщения, причем для ее возникновения не требуется, чтобы в воздухе были посторонние частицы. Так как это явление возникает совершенно внезапно и при этом освобождается сразу значительное количество скрытой теплоты, то внутри расширяющейся массы газа происходит повышение давления. Это повышение давления часто наблюдается в виде скачка уплотнения (обычно косого), который значительно изменяет поле скоростей. Положение того сечения трубы, в котором возникает повышение давления, зависит от степени влажности воздуха, поэтому заранее учесть влияние описанного явления очень трудно. Гораздо проще совсем предупредить его, что возможно либо путем нагревания засасываемого воздуха, либо путем его искусственного осушения. Применение последнего способа дает хорошие результаты.

Крайне малая длительность потоков, достигаемых при помощи напорных или вакуумных камер, является основным недостатком аэродинамических труб, работающих по такому принципу. Необходимость увеличить время возможного наблюдения процессов, происходящих при обтекании моделей, привела к созданию аэродинамических труб непрерывного действия. Для этой цели понадобилось применение весьма мощных воздуходувных машин обычно турбокомпрессоров. Первая аэродинамическая труба такого рода была построена Аккеретом в Пю-рихе. Она приводится в действие мотором в 1000 л. с. и при больших скоростях работает на разреженном воздухе, так как в противном случае была бы нужна еще большая мощность. Вторая установка такого же рода, но с мощностью около 4000 л. с, построена в Гвидонии близ Рима. Так как в турбокомпрессоре происходит нагревание воздуха, то для сохранения температуры воздушного потока на постоянном уровне труба снабжается специальной охладительной системой. Рабочий участок такой трубы устраивается совершенно так же, как и в трубах с вакуумными камерами. Схема Пюрихской аэродинамической трубы больших скоростей изображена на рис. 260.

Скорость течения на рабочем участке трубы определяется по формуле (10) (стр. 356). Для этого должен быть измерен перепад давления, причем кроме давления pi, соответствующего состоянию покоя, должна быть измерена также плотность р, соответствующая состоянию по-

См. доклад Аккерета на конференции по большим скоростям в авиации, состоявшейся в Риме в 1935 г. [имеется в переводе на русский язык в сборнике статей «Газовая динамика», Москва, 1939. {Прим. перев.)]

См. доклад М.Гаспери на конференции по большим скоростям в авиации, состоявшейся в Риме в 1935 г. [имеется в переводе на русский язык в сборнике статей «Газовая динамика», Москва, 1939]; см. также Gesammelte Vortrage der Hauptvers. der Lilienthalges. f. Luftfahrtforschung 1937, стр. 187.

Рис. 260. Цюрихская аэродинамическая труба сверхзвуковых скоростей. V - турбокомпрессор; К - охладительная система; Di - сопло Лаваля, D2 - диффузор

коя (например, путем измерения температуры). Однако, если перед рабочим участком возникает конденсация водяного пара, то указанный способ дает не совсем точные результаты. В этом случае для определения состояния потока в какой-нибудь точке необходимо знать три величины, например, давление р, плотность р и скорость w. Давление может быть измерено непосредственно через отверстие в стенке трубы или при помощи зонда. Измерение плотности можно выполнить путем наблюдения интерференции света. Вместо плотности можно измерить температуру, которая связана с давлением и плотностью уравнением состояния. Однако измерение температуры в движущемся газе довольно затруднительно (см. ниже). Наконец, третья величина, скорость w, может быть определена либо путем измерения полного давления Рр, либо путем вычисления числа Маха. Полное давление измеряется трубкой Пито, а число Маха вычисляется по углу Маха, отсчитанному на снимке, полученном с потока по способу Теплера. Так как

рс = кр

(45)

2 ЧРр - Р)

pw =

(46)

где fi есть функция числа Маха [см. уравнение (45)], то мы имеем:

Р ~ + 2

Следовательно, величина является функцией числа Маха. Эта функция может быть изображена в виде кривой или представлена в виде

При применении так называемого пластинчатого термометра его показания должны быть уменьшены, согласно теории Польгаузе-на, учитывающей только трение ламинарного пограничного слоя,

на 0,85 для воздуха и на 1,04 для водяного пара.

ZCp ZCp

Тепловые явления, происходящие в ламинарных и турбулентных пограничных слоях около ненагреваемых тел, обтекаемых потоком газа с большой скоростью, экспериментально исследованы Эккертом и Вейзе. Расчет таких температурных полей для ламинарных пограничных слоев выполнен Эккертом и Древитцем.

Р ohlh аи S е п е., ZAMM т. 1 (1921), стр. 115. О практических конструкциях приборов для измерения температуры см. Eckert е., VDI-Zeitschrift, т. 84 (1940), стр. 817.

Eckert е. und Weise W., Forschung, т. 12 (1941), стр. 40, т. 13 (1942), стр. 246. Eckert е. und Drewitz О., Luftfahrtforschung, т. 19 (1942), стр. 189.

таблицы. Имея такую кривую или таблицу, можно определить по измеренным значениям Рр и р число Маха. Зная же число Маха и плотность р, можно из соотношений (46) и (47) найти w и с.

Если площадь поперечного сечения потока известна, то измерение плотности можно выполнить, пользуясь уравнением неразрывности

Fpw = FoPoWq, (47)

причем, конечно, произведение Fopo Для входного поперечного сечения Fo должно быть известно. Решая систему уравнений (47) и (48), мы найдем р и w.

Казалось бы, что для заданной температуры и измеренного давления р можно определить плотность р из уравнения состояния. Однако термометр, помещенный в газовый поток, отнюдь не показывает истинную температуру газа. В самом дело, согласно сказанному в § 10, в критической точке всегда возникает повышение температуры. Повышение температуры возникает также и на боковых поверхностях термометра - вследствие трения движущегося газа. Величина этого повышения не постоянная, она зависит от вязкости и теплопроводности; для воздуха она лишь немного меньше повышения температуры в критической точке. Более или менее надежное измерение температуры можно выполнить при помощи термоэлемента, помещенного внутрь полутела, выполненного в виде трубки Пито. Но для того чтобы получить истинную температуру газа, надо из отсчитанной температуры вычесть w

величину