Новиков М.П. «Выбор типа эквивалентного тела вращения с минимальным звуковым ударом» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 53, № 6, с. 13-18 (2022)

Представлены результаты расчетных исследований основных параметров тел вращения, эквивалентных сверхзвуковым гражданским самолетам, с минимальным уровнем громкости звукового удара на земле на режиме крейсерского сверхзвукового полета.

Тугазаков Р.Я. «Регулярная и нерегулярная рефракция ударной волны на границе двух газов» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 54, № 2, с. 34-42 (2023)

Изучена задача взаимодействия ударных волн с тангенциальными разрывами, разделяющими два газа с одинаковыми или разными теплоемкостями, движущихся первоначально со сверхзвуковой скоростью. Результаты получены в рамках двумерных нестационарных уравнений Эйлера, с учетом величины теплоемкости газа в каждой расчетной точке. Представлены картины течения с неустойчивостью типа Рихтмайера–Мешкова при падении волны на границу раздела двух газов. Численные расчеты, описывающие взаимодействия разрывов без отраженных от контактной поверхности волн, подтверждены точными аналитическими выкладками.

Горбовской В.С. «Параметрическое исследование влияния изменчивости характеристик атмосферы на громкость звукового удара от сверхзвукового пассажирского самолета» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 54, № 2, с. 43-55 (2023)

Одной из основных проблем создания сверхзвуковых пассажирских самолетов (СПС) нового поколения является обеспечение приемлемого для человека уровня громкости звукового удара. Характеристики звукового удара (форма волны избыточного давления, карта покрытия на земле и громкость) зависят как от аэродинамической компоновки летательного аппарата, так и от состояния атмосферы. В данной работе на примере аэродинамической компоновки типа NASA X-59 проведено параметрическое расчетное исследование влияния характеристик атмосферы (горизонтального ветра, температуры и плотности), учитывающее случайный характер их значений, в зависимости от времени года и географического положения. Результаты показывают, что годовой разброс максимальной громкости звукового удара при рассмотрении полета над различными частями света (Северная Америка, Южная Америка, Европа, Африка, Азия) составляет 5.7 PLдБ.

Коновалов С.И. «Моделирование и учет влияния неоднородности атмосферы на высоте полета летательного аппарата на громкость звукового удара» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 54, № 4, с. 36-50 (2023)

Представлены формулы для определения дополнительной громкости звукового удара у земли, обусловленной влиянием вертикального порыва ветра или вертикальной перегрузкой, а также способ оценки точности расчета громкости звукового удара у земли, выполненного на основе данных летного эксперимента и требования к точности измерения вертикальной перегрузки в летных испытаниях. Изложен метод моделирования неоднородности атмосферы на высоте полета летательного аппарата (ЛА) путем размещения генераторов неоднородности в аэродинамической трубе (АДТ). Предлагается дополнить методику исследований ближнего поля давления от модели ЛА в АДТ на сверхзвуке моделированием влияния неоднородности атмосферы на высоте сверхзвукового полета ЛА путем установки генераторов неоднородности в дозвуковой части потока, т.е. до критического сечения сопла, возможно в форкамере АДТ, а также путем изменения угла установки модели в рабочей части АДТ с созданием неоднородности температуры и плотности горячими или холодными струями газа.

Горбовской В.С., Корунов А.О. «О траекторной компенсации эффекта фокусировки звукового удара в стандартной атмосфере» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 54, № 6, с. 38-44 (2023)

Разработка перспективного сверхзвукового пассажирского самолета второго поколения тесно связана с проблемой воздействия звукового удара на живых существ и инфраструктуру на земле. Наибольшая интенсивность волны звукового удара наблюдается в зонах фокусировки, возникающих в процессе полета летательного аппарата с ускорением. В работе приводятся общие соображения о возможности компенсации эффекта фокусировки волны звукового удара на земле путем выбора траектории полета летательного аппарата с учетом явления отсечки в условиях стандартной атмосферы.

Григорьев Н.С., Наквасин А.Ю., Новиков М.П., Потапов А.В., Степаненко А.Н., Юдин В.Г. «Результаты измерений и расчетная оценка громкости звукового удара самолета» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 55, № 1, с. 3-11 (2024)

Представлены основные результаты экспериментальных исследований и расчетных оценок громкости звукового удара (ЗУ) самолета в установившемся горизонтальном полете при числах М≈1.57–1.9, на высоте Н≈11 200 м. Летные испытания проводились с целью отработки методологии измерения интенсивности с оценкой громкости звукового удара на земле. Расчетные оценки громкости звукового удара выполнены на базе квазилинейной (классической) теории с коррекцией и без коррекции времени нарастания избыточного давления в сигнатурах ударных волн и расчетным методом, позволяющим учитывать эффекты абсорбции и дисперсии.

Жилин Ю.Л. «О звуковом ударе» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 1, № 3, с. 1-11 (1970)

Теория затухания возмущений в неоднородных средах с произвольной эпюрой начального избыточного давления применяется для исследования звукового удара от самолета при полетев неоднородной атмосфере вдоль произвольной траектории. Подробно рассмотрен случай полета самолета в слоистой атмосфере с горизонтальным ветром. Получены выражения для коэффициентов, учитывающих влияние состояния атмосферы и режима полета самолета, и показано, что эти коэффициенты зависят только от пяти параметров подобия.

Жилин Ю.Л. «Звуковой удар от самолета при полете в спокойной атмосфере» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 4, № 2, с. 1-10 (1973)

Рассматривается случай полета самолета по произвольной траектории в атмосфере с переменными температурой и давлением при отсутствии ветра. Показано, что коэффициенты затухания возмущений от самолета при заданном состоянии атмосферы зависят только от четырех параметров подобия, характеризующих режим полета и положение наблюдателя, воспринимающего звуковой удар, относительно трассы полета. Приведены результаты систематических расчетов для стандартной атмосферы, и показано, что в широком диапазоне изменения параметров подобия влияние двух из них можно с большой точностью выделить в явном виде.

Соколов К.Б. «Взаимодействие N-волны звукового удара с препятствием в окрестности угловых точек» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 4, № 5, с. 104-109 (1973)

Приведены результаты экспериментального исследования начальной стадии взаимодействия ударной N-волны с верхней частью модели здания простой формы (параллелепипед). Ударные N-волны длиной примерно 3 и 8,5 поперечных размеров здания с перепадами давления во фронте 300 и 500 Па генерировались в конической ударной трубе с разрываемой диафрагмой. Давление на модели измерялось пьезоэлектрическим приемником давления с диаметром чувствительной поверхности d=2,5 мм. Выявлена степень влияния волны разрежения, развивающейся от верхнего угла здания, на распределение давления по его передней (по отношению к падающей волне) стенке. Получены зависимости изменения давления во времени в окрестности вершины трехгранного угла в диапазоне углов между двумя плоскостями, установленными перпендикулярно экрану, T=10–180°.

Таганов Г.И. «Возможен ли сверхзвуковой самолет без звукового удара?» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 5, № 2, с. 27-37 (1974)

Рассматриваются предельные случаи безволнового образования тяги и подъемной силы в сверхзвуковом потоке. Показано, что при некоторых соотношениях поперечных и продольных размеров несущей системы значительно уменьшается вклад подъемной силы в энергию звукового удара и возрастает длина эквивалентного тела. Оцениваются дополнительные энергетические затраты, связанные с ослаблением звукового удара сверхзвукового самолета.

Жилин Ю.Л. «Условия возникновения фокусировки при звуковом ударе» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 5, № 2, с. 38-43 (1974)

Показано, что при звуковом ударе фокусировка может вызываться двумя различными причинами. В первом случае возникновение фокусировки связано с маневром самолета и градиентом параметров атмосферы на высоте полета. Во втором случае фокусировка возникает при отражении луча и связана с неоднородностью атмосферы вдоль его траектории (атмосферная фокусировка). Для возникновения атмосферной фокусировки необходимо выполнение трех условий, поэтому это явление представляется маловероятным, что подтверждается экспериментальными данными.

Жилин Ю.Л. «Некоторые особенности распространения звукового удара в неоднородной атмосфере» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 6, № 4, с. 21-30 (1975)

Сформулированы условия, при которых зона на поверхности земли, подвергающаяся воздействию звукового удара при установившемся полете самолета, может быть ограничена, многосвязна или неограниченна, а ее отдельные участки могут подвергаться неоднократным звуковым ударам. Показано, что при исследовании геометрии зоны необходимо учитывать слой атмосферы толщиной порядка не менее 2–3 высот полета самолета. Показано также, что задача об определении поперечных размеров зоны в приближении геометрической акустики в общем случае является некорректной, так как незначительные изменения в распределении параметров атмосферы могут привести к существенному изменению ширины зоны.

Белов В.Е., Гурьяшкин Л.П., Красильщиков А.П., Сурикова И.М. «Измерение характеристик звукового удара баллистическим методом» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 7, № 1, с. 143-146 (1976)

Изучается силовое воздействие ударных волн от сверхзвукового летательного аппарата на поверхность или наземные сооружения. Разработана аппаратура и методика для измерения характеристик звукового удара с помощью баллистических методов исследования, которые были применены на малой баллистической установке (МБУ) ЦАГИ. Приводятся результаты опытов с шарами при числах М=1,35–2 в диапазоне относительных высот 2,5<h<40.

Подлубный В.В. «К задаче о взаимодействии трех ударных волн» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 9, № 4, с. 102-106 (1978)

Рассмотрена задача о пересечении трех ударных волн (тройная маховская конфигурация). Система уравнений, описывающая течение в окрестности точки пересечения ударных волн, сведена к алгебраическому уравнению шестой степени. Даны примеры решения.

Рудаков А.И., Юдинцев Ю.Н. «Звуковой удар от тел пространственной конфигурации, обтекаемых потоком с большими сверхзвуковыми скоростями» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 10, № 3, с. 27-36 (1979)

Представлены результаты исследования затухания возмущений на больших расстояниях от тел пространственной формы в сверхзвуковом однородном потоке газа, выполненные путем экстраполяции данных ближнего поля в дальнюю зону. Распределение параметров возмущенного течения в ближнем поле получено экспериментально для несущего треугольного крыла при М=2,02 и численно – для тел вращения под углом атаки при М=2, 3, 4. Метод экстраполяции основан на приближенном решении уравнений пространственных течений, преобразованных к независимым переменным давление – две функции тока и упрощенных в предположении "коротких волн".

Жилин Ю.Л., Коваленко В.В. «О связывании ближнего и дальнего полей в задаче о звуковом ударе» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 29, № 3-4, с. 111-122 (1998)

Представлены уточненные методы расчета начальных данных для решения задачи о распространении волны звукового удара от произвольной компоновки летательного аппарата. Для слабовозмущенных течений предлагается использовать интегральные соотношения для возмущенных скоростей, что дает возможность вычислить асимптотическое рещение по параметрам потока в непосредственной близости от тела. В тех случаях, когда линейная теория неприменима, проводится прямой расчет с использованием полных уравнений Эйлера с выходом в область установления асимптотичности.

Брутян М.А., Ибрагимов У.Г., Меняйлов М.А. «Ударная волна и центрированная волна разрежения в газе Абеля–Нобля» Прикладная математика и механика, 88, № 6, с. 874-886 (2024)

Рассматриваются плоские сверхзвуковые течения невязкого газа, подчиняющиеся уравнению состояния Абеля–Нобля (АН). Получены формулы, связывающие параметры течения данного газа до и после скачка уплотнения. Построено также решение задачи Прандтля–Майера о течении газа АН в центрированной волне разрежения. Найдены предельные значения углов отклонения вектора скорости в косой ударной волне и волне разрежения. Приведены сравнения с соответствующими решениями для совершенного газа.

Володина Н.А., Ерастов А.В., Забусов П.В., Кирюхина М.Н., Панов К.Н., Титова В.Б., Ширшова М.О. «Особенности инициирования и распространения детонации в цилиндрическом заряде из ТАТБ» Физика горения и взрыва, 60, № 5, с. 98-106 (2024)

Рентгенографическим методом исследован процесс распространения детонации в полукольцевых зарядах из пластифицированного ТАТБ со стальной оболочкой внутри при инициировании нормальной детонации по линии на наружной поверхности заряда. В экспериментах определена форма фронта детонационной волны рентгенографическим методом в разные моменты времени. В опытах зафиксировано влияние на форму детонационного фронта слоя из пластического взрывчатого вещества на основе гексогена, расположенного на поверхности основного заряда и имеющего скорость детонации на

Дубовик А.В. «Возбуждение взрыва при схлопывании газовой полости в слое твердого взрывчатого вещества» Физика горения и взрыва, 60, № 5, с. 118-124 (2024)

Рассмотрен случай удара по тонкому кольцевому слою несжимаемого вязкопластического материала с полостью, заполненной газом. Слой помещен в жесткую сборку типа пресс-формы и сдавливается поршнем с постоянной скоростью. Решение соответствующей прочностной задачи выполнено полуобратным методом с заданием стержневого типа течения среды и определяющих уравнений вязкопластического вещества. Полученные данные об ускоренном движении стенок полости рассматриваются как пример фокусировки (кумуляции энергии) в сходящемся потоке. Сведения о распределении температур при нагрузке на слой использованы для расчета параметров инициирования взрыва ударом по кольцевому заряду твердого взрывчатого вещества. Обсуждается возможность теплового воспламенения реакционноспособных веществ без участия саморазогрева и только вследствие диссипативного нагревания за счет энергии механического воздействия.

Сосиков В.А., Торунов С.И., Рапота Д.Ю., Мочалова В.М., Уткин А.В., Колдунов С.А. «Структура неустойчивого детонационного фронта в жидких взрывчатых веществах» Физика горения и взрыва, 60, № 6, с. 9-17 (2024)

Проведены эксперименты по исследованию неустойчивости детонационных волн в смесях нитрометана, тетранитрометана и ФИФО с инертными разбавителями посредством регистрации свечения детонационного фронта скоростной восьмиканальной шестнадцатикадровой электронно-оптической камерой НАНОГЕЙТ-22/16. В области неустойчивости детонации зарегистрировано неоднородное свечение детонационного фронта, которое связывается с турбулентным течением в зоне реакции. Формирование ячеистых структур с реакцией взрывчатого вещества в косых и поперечных волнах в исследованных составах не наблюдалось.

Бирюкова М.А., Петров Д.В., Ковалёв Ю.М., Смирнов Е.Б. «Описание ударного сжатия некоторых молекулярных кристаллов» Физика горения и взрыва, 60, № 6, с. 67-73 (2024)

Предложен подход, позволяющий строить ударные адиабаты молекулярных кристаллов нитросоединений на основании данных по их изотермическому сжатию. С этой целью были построены уравнения состояния кристаллов тэна и ТАТБ. Представленный в работе сравнительный анализ экспериментальных данных по ударно-волновому сжатию простого кристалла тэна и результатов расчетов, проведенных с помощью предложенного подхода по пересчету давлений изотермического сжатия на ударную адиабату и построенного уравнения состояния тэна, показал, что экспериментальные и расчетные значения давления находятся в пределах погрешности эксперимента.

Власова М.А., Свирский О.В. «Причины прекращения проникания кумулятивной струи» Физика горения и взрыва, 60, № 6, с. 110-117 (2024)

Согласно гидродинамической теории Лаврентьева глубина проникания кумулятивной струи определяется ее полной длиной. Однако, как показывает опыт практического применения кумулятивных зарядов, прекращение проникания обычно наступает раньше, чем струя израсходуется полностью. Для достоверного описания экспериментальных результатов вводятся параметры «эффективная длина» или «эффективная (критическая) скорость» кумулятивной струи, суть которых состоит в исключении из рассмотрения замыкающего участка струи, по различным причинам не участвующего в проникании. Значения эффективной скорости вводятся в расчетные методики как постоянные для конкретной пары материалов струи и преграды или в виде эмпирической зависимости от фокусного расстояния. Рассмотрена возможность разделения струи на эффективный и неработоспособный участки по физически обоснованным причинам без необходимости построения эмпирических зависимостей.

Korunov A.O., Gusev V.A., Gorbovskoy V.S. «Rapid Estimation of the Sonic Boom Characteristics from Supersonic Passenger Aircraft in a Standard Atmosphere Based on Analytical Solutions: Cruise Mode» Акустический журнал, 70, № 4, с. pp718-732 (2024)

A method is proposed for quickly estimating the sonic boom characteristics from supersonic passenger aircraft under standard atmospheric conditions. The piecewise linear temperature profile and absence of atmospheric wind make it possible to completely reduce the problem of the geometry of sonic boom wave propagation to an algebraic form. For acoustic pressure, an analytical solution is formulated using the nonlinear geometrical acoustics approach. The dependence of the geometry of sonic boom wave propagation on the cruising flight parameters of a supersonic passenger aircraft is analyzed. Under the conditions of SBPW (Sonic Boom Prediction Workshop) 2020, the overpressure signatures on the ground from the X-59 demonstrator were calculated.

Корунов А.О., Гусев В.А., Горбовской В.С. «Быстрая оценка характеристик звукового удара от сверхзвукового пассажирского самолета в стандартной атмосфере на основе точных решений. крейсерский режим полета» Акустический журнал, 70, № 5, с. 725-739 (2024)

Предложен метод быстрой оценки характеристик звукового удара от сверхзвукового пассажирского самолета в условиях стандартной атмосферы. Кусочно-линейная зависимость профиля температуры и отсутствие атмосферного ветра позволяют полностью свести задачу о геометрии распространения волн звукового удара к алгебраическому виду. Для акустического давления сформулировано точное решение на основе подхода нелинейной геометрической акустики. Проведен анализ зависимости геометрии распространения волн звукового удара от параметров крейсерского полета сверхзвукового пассажирского самолета. В условиях третьего семинара SBPW (Sonic Boom Prediction Workshop) 2020 произведен расчет эпюр избыточного давления на земле от демонстратора X-59.