Новости

12 марта, 2024 17:27

Создана модель для улучшения контроля над полетами на сверхзвуке

Источник: ТАСС
Российские физики и механики создали теоретическую модель, которая описывает процесс формирования микроволновых разрядов в газе и его нагрев до высокой температуры. Этот феномен можно использовать для воздействия на потоки газа вблизи летательных аппаратов и управления их полетом на сверхзвуковых скоростях. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Plasma Sources Science and Technology.
Источник: IMAGO/piemags via Reuters Connect
Результат моделирования: распределение электрического поля в СВЧ-антенне. Источник: Saifutdinov and Kustova / Plasma Sources Science and Technology, 2023.
Распределение концентраций заряженных частиц и температуры газа в СВЧ-разряде в различные моменты времени, демонстрирующие переход от диффузной формы в нитевидную. Источник: Saifutdinov and Kustova / Plasma Sources Science and Technology, 2023
3 / 4
Источник: IMAGO/piemags via Reuters Connect
Результат моделирования: распределение электрического поля в СВЧ-антенне. Источник: Saifutdinov and Kustova / Plasma Sources Science and Technology, 2023.
Распределение концентраций заряженных частиц и температуры газа в СВЧ-разряде в различные моменты времени, демонстрирующие переход от диффузной формы в нитевидную. Источник: Saifutdinov and Kustova / Plasma Sources Science and Technology, 2023
«Предложенная модель интересна как с фундаментальной точки зрения, так и с прикладной, потому что она помогает прогнозировать оптимальные условия для снижения плотности газа в сверхзвуковых потоках. Это даст возможность управлять скоростью и направлением движения летательных аппаратов, а значит, снизить вероятность их крушения», - заявил доцент Казанского национального исследовательского технического университета Алмаз Сайфутдинов, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Как объясняют физики, вблизи летательных аппаратов, движущихся со сверхзвуковой скоростью, возникают зоны точечного нагрева и изменения плотности газа, которые могут влиять на направление и скорость движения объекта. Российские ученые разработали теорию, которая позволяет управлять движением потоков газа, возникающих в процессе этого нагрева, и использовать их для контроля направления полета.

Теория описывает, как сверхвысокочастотные импульсы микроволнового излучения взаимодействуют с различными молекулами и атомами, присутствующими в воздухе и в других газообразных средах. При определенных условиях среды эти разряды порождают нитевидные скопления из плазмы, внутри которых газ нагревается до температуры порядка 830 градусов Цельсия и выше.

Образование этих нитевидных структур из плазмы приводит к появлению большого числа заряженных частиц, а также к формированию разреженной области пространства, которая облегчает движение летательного аппарата и меняет траекторию его движения. Российские ученые выяснили, как именно образуется эта плазменная нить из более разреженного скопления заряженных частиц, и определили, с какой скоростью она образуется в зависимости от состава газовой среды.

Разработанная учеными теоретическая модель и полученные при ее помощи результаты расчетов помогут в разработке так называемых плазменных актуаторов  — устройств для управления газовыми потоками у поверхности летательных и спускаемых космических аппаратов. Их создание значительно улучшит контроль над полетами на сверхзвуковых скоростях, подытожили исследователи.

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ

23 мая, 2024
Ученые из Красноярска и Новосибирска изучили редкий эффект вихревого течения в газах и жидкостях
Ученые Сибирского федерального университета совместно с коллегами из Института теплофизики им. С.&...
17 мая, 2024
Ученые упростили синтез тугоплавких наноматериалов
Исследователи Университета МИСИС представили более простой и экономичный метод синтеза нанокарб...