Stoßrohr
Ein Stoßrohr ist ein Windkanal, mit dem sich für sehr kurze Zeiten (0,24 s) in einer kleinen Messstrecke (0,8 m Länge und 1,2 m² Querschnitt) sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten erzeugen lassen. Die Messdauer hängt von der Länge der beiden Rohre ab. Der Versuch ist beendet, wenn der an der Stirnwand reflektierte Verdichtungsstoß die Messstrecke erreicht.
Das Stoßrohr ist ein abgeschlossenes System aus zwei Rohren, die zunächst durch eine Membran getrennt sind. Eines der beiden Rohre, das Kompressionsrohr, wird auf einen hohen Druck aufgepumpt. Das andere Rohr, das Stoßrohr, wird mit einem wesentlich geringeren Druck im Millibarbereich mit dem zu untersuchenden Testgas gefüllt. In den beiden Rohrhälften können sich unterschiedliche Gase befinden. Mit Luft lässt sich maximal Mach 6 erreichen. Mit anderen Gasen (Argon, Helium, Stickstoff, Wasserstoff) kann theoretisch bis zu Mach 26 erreicht werden.
Durch mechanische Einwirkung oder das Erreichen der Belastungsgrenze beim Aufpumpen wird die Membran zum Platzen gebracht und der Stoß ausgelöst. Dabei schreitet eine Verdünnungswelle in das Kompressionsrohr und ein Verdichtungsstoß in das Stoßrohr fort. Durch den Verdichtungsstoß wird das Gas im Stoßrohr stark verdichtet und erhitzt.
Im Hochenthalpiekanal, einer großexperimentellen Anlage am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, wird ein Stoßrohr von 60 Meter Länge benutzt, um die physikalischen Bedingungen beim Wiedereintritt von Landekapseln von Raumschiffen in die Erdatmosphäre zu simulieren. Dabei werden Temperaturen von bis zu 10.000 Kelvin und Strömungsgeschwindigkeiten von bis zu 6.000 m/s erreicht.
Siehe auch
Weblinks
- Robert J. McMillan: Shock Tube Investigation of Pressure and Ion Sensors Used in Pulse Detonation Engine Research. Air Force Institute of Technology, Thesis (M.S.) 2004.