हाइपरसोनिक गति ध्वनि की गति से पांच गुना अधिक से अधिक वेग का उल्लेख करती है। इस व्यवस्था में वायुगतिकीय ड्रैग की गणना उच्च गति वाले विमान और अंतरिक्ष यान को डिजाइन करने के लिए आवश्यक है। यह लेख हाइपरसोनिक गति पर वायुगतिकीय ड्रैग को समझने और उनकी गणना करने के लिए एक कदम-दर-चरण दृष्टिकोण प्रदान करता है।

अति-ध्रुवीय वायुगतिकीय अवधारण

हाइपरसोनिक गति पर, वायु प्रवाह व्यवहार सबसोनिक या सुपरसोनिक व्यवस्था से काफी भिन्न होता है। शॉक तरंगें वाहन की सतह के करीब होती हैं, और प्रवाह अत्यधिक संकुचित हो जाता है। ये कारक वायुगतिकीय ड्रैग की गणना को प्रभावित करते हैं, जिसमें विशेष मॉडल और विचार की आवश्यकता होती है।

चरण 1: उड़ान की स्थिति निर्धारित करना

वेग, ऊंचाई और वायुमंडलीय स्थितियों की पहचान करें। ये पैरामीटर वायु घनत्व, तापमान और दबाव को प्रभावित करते हैं, जो ड्रैग गणना के लिए महत्वपूर्ण इनपुट हैं। विशिष्ट ऊंचाई पर इन मूल्यों को प्राप्त करने के लिए मानक वायुमंडलीय मॉडल का उपयोग करें।

चरण 2: गणना वायुगतिकीय गुणांक

हाइपरसोनिक गति पर वाहन के आकार के लिए ड्रैग गुणांक (C]d को प्राप्त करें। इसमें अक्सर पवन सुरंग परीक्षणों से कम्प्यूटेशनल तरल गतिशीलता (CFD) सिमुलेशन या अनुभवजन्य डेटा शामिल होता है। गुणांक सदमे तरंगों और प्रवाह अलगाव के प्रभावों के लिए जिम्मेदार है।

चरण 3: आवेदन खींचें समीकरण

मानक ड्रैग समीकरण का उपयोग करें:

D = 0.5 * ρ * V]2 ] * S * C]D]]]]]

कहाँ:

  • D]: खींचें बल
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  • V]: Velocity
  • S]: संदर्भ क्षेत्र
  • Cd]]]: Drag गुणांक

स्टेप 4: Compute and Analyze

ड्रैग फोर्स की गणना के लिए ज्ञात मानों को समीकरण में डालें। वाहन डिजाइन, स्थिरता और थर्मल सुरक्षा उपायों को सूचित करने के परिणामों का विश्लेषण करें। विभिन्न उड़ान स्थितियों या वाहन विन्यास के लिए आवश्यकतानुसार मापदंडों को समायोजित करें।