| |
интерференционных приборах двух когерентных (способных интерферировать)
световых пучков, один из которых (рабочий) просвечивает изучаемое пространство
и содержит информацию о потоке, другой (опорный) остаётся невозмущённым и
создаёт в плоскости экрана (фотопленки) когерентный фон; б) обязательное
оптическое сопряжение изучаемой области потока с экраном. В И. м. и. наиболее
распространены интерферометры Рождественского и Маха — Цендера. Оптическая
схема типичного для аэродинамического эксперимента интерферометра Маха —
Цендера приведена на рис. 1. Световой пучок от внешнего монохроматического
источника разделяется полупрозрачным зеркалом на два когерентных пучка (опорный
и рабочий). При отсутствии возмущений в потоке взаимодействие световых пучков в
плоскостью экрана образует интерференционную картину в виде регулярной решётки
с чередующимися тёмными и светлыми полисами (рис. 2, область 2). Изменения фазы
сотовой волны в рабочем пучке, вызываемые возмущенным потоком, приводят к
смешению m интерференционных полос в плоскости экрана (рис. 2, области 4,5).
В случае двумерного потока это смещение равно m = l{{?}}n/{{?}}, где {{?}}n —
изменение показателя преломления, l — геометрическая длина пути рабочего пучка
в возмущенной зоне, {{?}} — длина световой волны источника. Изменении плотности
{{??}} среды в этом случае вычисляется из уравнения k{{??}}l, где k — так
называемый коэффициент Гладстона—Дейла, характеризующий способность преломления
света данным веществом. Разработана методика определения {{??}} для
осесимметричных и трёхмерных потоков. Известны интерферометры других типов.
Основное различие между ними заключается в методике создания когерентного фона
в плоскости экрана и формы опорной световой волны. C 1970х гг. в И. м. и. всё
более широкое применение находят голография, лазеры, их пользование существенно
расширяет возможности интерферометрии. И. м. и. обладает высокой
чувствительностью; рабочий диапазон интерферометров зависит от диапазона
измеряемых смещений m, характеристик источника света и др. Качество
интерференцированных изображений определяется контрастом интерференцированных
полос, на значение которого влияют характеристики источника света, качество
юстировки интерферометра и оптических элементов схемы. Существенно расширяет
возможности и повышает качество И. м. и. использование в качестве источника
света лазера (рис. 3). Погрешность определения {{??}} зависит от точности
измерения смещений m, рефракции среды в рабочей зоне и вне её. В зависимости от
режима течения погрешность может изменяться от 1 до 17%. Чем больше изменение
плотности {{??}} в потоке, тем точнее можно измерить её значение. И. м. и.
наиболее широко применяют в аэродинамических трубах с транс- и сверхзвуковыми
потоками.
Лит.: Физические измерения в газовой динамике и при горении, пер. с англ., М.,
1957.
В. А. Яковлев.
Рис. 1. Принципиальная схема установки для интерферометрического метода
исследования: 1 — источник света; 2 — световой пучок (2o — опорный, 2p —
рабочий); 3 — полупрозрачные зеркала интерферометра; 4 — изучаемая область
потока; 5 — модель; 6 — отражающие зеркала интерферометра; 7 — экран
(фотопленка) с изображением интерференционной картины.
Рис. 2. Интерференционная картина сверхзвукового потока, полученная
интерферометром Маха — Цендера; 1 — модель (круговой конус); 2 — набегающий
поток; 3 — скачок уплотнения; 4 — область конического течения; 5 —
аэродинамический след.
Рис. 3. Интерференционная картина обтекания тела сверхзвукового потока,
полученная с помощью лазера.
интерференция аэродинамическая (от латинского inter — взаимно, между собой и
ierio — ударяю, поражаю) — взаимодействие потоков, обтекающих отдельные
элементы летательного аппарата или отдельные объекты. Мерой И. а. служит
изменение аэродинамических характеристик элемента летательного аппарат или
объекта по сравнению с характеристиками изолированного элемента или объекта.
В большинстве случаев И. а. является неблагоприятной и приводит к возрастанию
сопротивления аэродинамического; эту часть сопротивления обычно называют
сопротивлением интерференции. При сверхзвуковых скоростях полёта возможно и
благоприятное влияние И. а., например, у Буземана биплана, у самолёта схемы
«высокоплан» и в некоторых других случаях.
Знание аэродинамических свойств изолированных элементов летательного аппарата и
интерференционных поправок позволяет рассчитать аэродинамические характеристики
полной конфигурации и выбрать исходя из каких-либо критериев оптимальное
расположение элементов. Если возмущения, вносимые конфигурацией в поток газа,
малы и выполняются условия линеаризации уравнений движения (см. Линеаризованная
теория), то общая проблема И. а. распадается на ряд самостоятельных задач, и
каждый отдельный вид И. а. может быть исследован независимо от других.
В зависимости от типа рассматриваемых элементов выделяют следующие основные
виды И. а.: взаимодействие несущих поверхностей, взаимодействие крыла и
фюзеляжа, взаимодействие двигательной установки и несущих поверхностей, а также
влияние поверхности земли, свободной поверхности и стенок аэродинамической
трубы.
При определенных условиях И. а. может быть однонаправленной; например, при
сверхзвуковых скоростях полёта имеет место интерференционное воздействие крыла
или фюзеляжа на хвостовое оперение, но отсутствует влияние хвостового оперения
на крыло и фюзеляж, так как в этом случае возмущения не могут распространяться
вверх по потоку. Если влияние одного из элементов комбинации значительно меньше
влияния другого элемента (например, воздействие хвостового оперения на крыло
или фюзеляж при дозвуковых скоростях полёта или воздействие крыла на воздушный
|
|