Исследование ударно-нагретого воздуха в спектральной области 120-900 нм: панорамный спектр и эволюция излучения за фронтом ударной волны


Просмотр статьи
PDF, 575,9 КБ

Investigation of shock-heated air radiation in spectral range 120 ÷ 900 nm: panoramic spectra and radiation evolution behind the front of shock wave

The measurements of air radiation power behind the shock waves front were carried out at initial pressure 0.25 Torr and shock wave velocities 6.3 ÷ 8.4 km/s. The measurements were also performed in gas mixtures of air (10%) with argon, of oxygen (10%) with argon and nitrogen (10%) with argon at shock velocities 4.7 ÷ 6.8 km/s. The radiation intensity in absolute units was measured as spectral distribution in wavelength range 120 ÷ 400 nm as well as temporal evolution of radiation behind the shock wave. In the latter case the radiation was detected in narrow spectral ranges corresponding to the positions of atomic N and O lines. The results of experiments demonstrated that the air radiation power in shock wave in range of vacuum ultraviolet (120 ÷ 200 nm) is considerably greater than in range 200 ÷ 900 nm.

shock-heated air, the spectral region of 120-900 nm, the evolution of radiation behind the shock front

Наталья Германовна Быкова, Иван Геннадьевич Герасимов, Игорь Евгеньевич Забелинский, Людмила Борисовна Ибрагимова, Олег Петрович Шаталов

Том 15, выпуск 2, 2014 год



На ударной трубе проведены эксперименты по измерению интенсивности излучения воздуха за фронтом падающей ударной волны при начальном давлении 0.25 Торр и скоростях ударных волн 6.3 ÷ 8.4 км/с. Измерения выполнены также в смесях воздуха (10%) с аргоном, кислорода (10%) с аргоном и азота (10%) с аргоном при скоростях 4.7 ÷ 6.8 км/с. Интенсивность излучения измерялась в абсолютных единицах как в виде распределения по спектру в интервале длин волн 120-400 нм (панорамные спектры), так и в виде временной эволюции излучения за фронтом ударной волны на отдельных атомарных линий N и O. Результаты измерений продемонстрировали, что излучение в воздухе за ударной волной в области вакуумного ультрафиолета (120 ÷ 200нм) имеет существенно большую мощность радиационного потока, чем излучение в области 200 ÷ 900 нм.

ударно-нагретый воздуха, спектральная область 120-900 нм, эволюция излучения за фронтом ударной волны

Наталья Германовна Быкова, Иван Геннадьевич Герасимов, Игорь Евгеньевич Забелинский, Людмила Борисовна Ибрагимова, Олег Петрович Шаталов

Том 15, выпуск 2, 2014 год



1. Grinstead J.H., Wilder M.C., Olejniczak J., Bogdanoff D.W., Allen G.A., Dang K., and Forrest M.J. Shock-heated air radiation measurements at lunar return conditions. // AIAA Paper N 2008-1244.
2. Cruden B.A., Martinez R., Grinstead J.H., and Olejniczak J. Simulteneous vacuum ultraviolet through near IR absolute radiation measurement with spatiotemporal resolution in electric arc shock tube. // AIAA Paper N 2009-4240.
3. Johnston C.O. A comparison of EAST shock-tube radiation measurements with a new air radiation model. // AIAA Paper N 2008-1245.
4. Shang J., Surzhikov S. Nonequilibrium radiative hypersonic flow simulation. // Progress in aerospace science, 2012, V.53, Pp.4665.
5. Brandis A.M., Johnston C., Cruden B., Bose D. Validation of high speed Earth atmospheric entry radiative heating from 9.5 to 15.5 km/s. // AIAA Paper N 2012-2865.
6. Surzhikov S. Coupled gasdynamic interaction in nonequilibrium dissociation for large-scale returned space vehicles. // Chem. Phys., 2012, V.398, Pp.5663.
7. Суржиков C.Т., Шувалов М.П. Тестирование расчетных данных по конвективному и радиационному нагреву спускаемых космических аппаратов нового поколения. // ТВТ, 2013, T.51, № 1, C. 456470.
8. Козлов П.В., Романенко Ю.В. Исследование временных характеристик излучения ударно-нагретого воздуха. // Школа-семинар «Аэрофизика и физическая механика классических и квантовых систем», ИПМех РАН, 3-4 декабря 2013 г.