Гиперскорость - Hypervelocity

«Энергетическая вспышка» сверхскоростного удара во время лабораторного моделирования того, что происходит, когда кусок орбитальный мусор попадает в космический корабль на орбите
Удар на гиперскорости

Гиперскорость очень высокий скорость, примерно более 3000 метров в секунду (6700 миль / ч, 11000 км / ч, 10000 фут / с или Мах 8.8). В частности, гиперскорость - это скорость настолько высока, что прочность материалов при ударе очень мала по сравнению с инерционный стрессы.[1] Таким образом, металлы и жидкости одинаково ведут себя при сверхскоростном ударе. Чрезвычайная гиперскорость приводит к испарение из ударник и цель. Для конструкционных металлов считается, что гиперскорость превышает 2500 м / с (5600 миль / ч, 9000 км / ч, 8200 футов / с или 7,3 Маха). Метеорит кратеры также являются примерами высокоскоростных ударов.

Обзор

«Гиперскорость» относится к скоростям в диапазоне от нескольких километров в секунду. второй до нескольких десятков километров в секунду. Это особенно актуально в сфере исследование космоса и военное использование космоса, где сверхскоростные удары (например, космический мусор или атакующий снаряд ) может привести к чему угодно, от незначительной деградации компонентов до полного разрушения космический корабль или ракета. Ударный элемент, а также поверхность, на которую он ударяется, могут временно разжижение. Процесс воздействия может генерировать плазма разряды, которые могут мешать работе электроники космического корабля.

Гиперскорость обычно возникает во время метеоритные дожди и возвращение в дальний космос, как это было сделано во время Зонд, Аполлон и Луна программы. Учитывая внутреннюю непредсказуемость времени и траекторий метеоров, космические капсулы представляют собой основные возможности для сбора данных для изучения материалов тепловой защиты на гиперскорости (в этом контексте гиперскорость определяется как превышающая скорость убегания ). Учитывая редкость таких возможностей наблюдения с 1970-х годов, Бытие и Звездная пыль Повторные попытки капсулы возврата образца (SRC), а также недавние Хаябуса Возвращение SRC вызвало кампании по наблюдению, особенно в НАСА. Исследовательский центр Эймса.

Гиперскорость столкновения могут быть изучены путем изучения результатов естественных столкновений (между микрометеориты и космический корабль, или между метеоритами и планетными телами), или они могут выполняться в лабораториях. В настоящее время основным инструментом для лабораторных экспериментов является газовая пушка, но в некоторых экспериментах использовалось линейные двигатели разгонять снаряды до гиперскорости. Свойства металлов в условиях гиперскорости были объединены с оружием, таким как пенетратор взрывной формы. Испарение при ударе и разжижение поверхностей позволяет металлическим снарядам, образованным под действием сверхскоростных сил, пробивать броню транспортного средства лучше, чем обычные пули.

НАСА изучает эффекты моделирования орбитального мусора на Испытательный центр Белых Песков Лаборатория удаленных испытаний на гиперскоростях (RHTL).[2] Объекты меньшего размера, чем мяч для софтбола, не могут быть обнаружены на радаре. Это побудило конструкторов космических кораблей разработать щиты для защиты космических кораблей от неизбежных столкновений. В RHTL, микрометеороид и орбитальный мусор (MMOD) удары по компонентам и щитам космических аппаратов моделируются, что позволяет разработчикам тестировать угрозы, создаваемые растущим орбитальным мусором, и развивать технологию защиты, чтобы оставаться на шаг впереди. На RHTL четыре двухступенчатые легкие газовые пушки запускают снаряды диаметром от 0,05 мм до 22,2 мм со скоростью до 8,5 км / с.

События сверхскоростного входа в атмосферу

ДатаМероприятиеСкорость (км / с)Примечания
8 сентября 2004 г.Бытие SRC11.04Разбился (отказ тормозного парашюта)
15 января 2006 г.Звездная пыль SRC12.79Самый быстрый искусственный вход в атмосферу за всю историю наблюдений (успешная посадка)
13 июня 2010 г.Хаябуса SRC12.2Ведущий главный Хаябуса космический корабль на 6 500 футов (2 000 м) (разрушительный вход)[3]

Другие определения гиперскорости

Согласно Армия США, гиперскорость может также относиться к Начальная скорость системы оружия, точное определение зависит от рассматриваемого оружия. При обсуждении небольшие руки начальная скорость пули 5000 футов / с (1524 м / с) или больше считается сверхскоростью, в то время как для бак пушки начальная скорость должна соответствовать или превышать 3350 фут / с (1021,08 м / с), чтобы считаться сверхскоростью, и порог для артиллерия пушки составляет 3500 футов / с (1066,8 м / с).[4]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Технологический институт ВВС (1991). Критические технологии для национальной обороны. AIAA. п. 287. ISBN  1-56347-009-8.
  2. ^ «Удаленная лаборатория гиперскоростных испытаний». Архивировано из оригинал на 2012-04-04.
  3. ^ "Space.com".
  4. ^ «Словарь терминов армии США» (PDF). Федерация американских ученых.