出典:ホセ・ロベルト・モレト、ジェイミー・ドラド、サンディエゴ州立大学航空宇宙工学科、サンディエゴ、カリフォルニア州

軍用ジェット戦闘機や発射物は、音速を超える驚異的な速度で飛行することができ、超音速で飛行しています。音速は、音波が媒体を通して伝播する速度で、マッハ数は343m/sで、物体の飛行速度を音速に対して測定するために使用されます。

音速で移動するオブジェクトのマッハ数は 1.0 ですが、音速よりも速く移動するオブジェクトのマッハ数は 1.0 より大きくなります。このような速度で移動する場合、空気の圧縮効果を考慮する必要があります。マッハ数が 0.3 より大きい場合、フローは圧縮可能と見なされます。本実証では、シュリーレン系を用いて圧縮流における衝撃波と圧縮波の形成を可視化することで、コーン上のマッハ2.0超音速流を解析する。

1. シュリーレンイメージングシステムを用いて衝撃波を可視化する

1. 空気を脱水するために乾燥機の塔をアクティブにします。これにより、空気の流れが水分を含まないことが保証され、超音速流によって試験区間の局所温度が低下した場合の氷の形成を防ぐことができます。
2. テストセクションを開き、15°半角コーンモデルを支持構造に固定します。
3. テストセクションが破片やその他の物体が見えるかどうかを確認し、テストセクションを閉じます。
4. 空気の流れ制御のための主弁が閉まっていることを確認し、空気貯蔵タンクを加圧するために圧縮機をオンにします。圧縮機をシャットダウンする前に、210 psi に達するようにします。
5. 高速バルブのコントローラをオンにし、表 1 に示す次のパラメータを設定します。

表 1:マッハ 2 の実行の制御パラメータ。

6. シュリーレンイメージングシステムの光と冷却ファンの電源を入れます。
7. 光源からテキストセクションの反対側に用紙を置きます。
8. 最初の凹面ミラーを位置合わせして、光がテストセクションを通過できるようにします。明かりが紙に当たっていることを確認します。
9. テスト セクションを通過するライトが投影画面に反映するように、2 番目の凹面ミラーを調整します。
10. 2 番目のミラーの焦点に合わせてナイフエッジを調整します。そして、所望の画質を達成するためにナイフエッジの絞りを調整します。
11. カメラを三脚の上に置き、ナイフエッジの開口部の正面に置き、投影された画像を記録します。
12. 適切な聴覚保護を行い、建物の外側にある排気ガスの近くに誰もいないことを確認します。
13. 高速バルブコントローラに空気供給を開き、システムに空気を入れるメインバルブを開きます。
14. 投影された画像が見やすくなるように、部屋のライトをオフにします。
15. 風洞を作動させる。
16. コーンモデル上のマッハ2の流れのシュリーレン画像を観察します。
17. 逆の順序でバルブを閉じて、風洞をオフにします。次に、コントローラの電源を切します。
18. すべての空気が装置から放出されるまで待ってから、聴力保護を取り外します。