В последние годы в ряде областей физики и техники (астрофизика, аэродинамика больших скоростей, проблемы управляемых термоядерных реакций и т. д.) все чаще возникает необходимость изучения движений сильно нагретых и ионизованных жидкостей и газов в электромагнитном поле.
В связи с этим в настоящее время одной из наиболее интенсивно развивающихся областей механики и физики является магнитная гидродинамика. Магнитная гидродинамика изучает движение электропроводящих жидкостей и газов в электромагнитном поле. При такого рода движении возникают новые механические эффекты и открываются новые методы воздействия на движение жидкости.
Во многих современных отраслях промышленности — электронной, радиотехнической, атомной, оптической, металлургической и др. — широко используются производственные процессы, протекающие при очень низких давлениях. Вакуумные печи в металлургии, напыление плёнок в вакууме, вакуумная пайка и сварка, разделение изотопов, вакуумное замораживание и сушка в производстве лекарственных препаратов, вакуумная теплоизоляция в криогенике — всё это лишь небольшая часть примеров применения вакуума в технике.
Важная роль принадлежит вакуумной технике при создании экспериментальных установок и аппаратуры для исследований в области ядерной физики, физики плазмы, физики твёрдого тела, материаловедения и т. п.
В учебнике (часть первая) излагаются теоретические основы современной аэродинамики, приводятся основные сведения, относящиеся к силовому воздействию газообразной среды на движущееся тело, рассматриваются особенности течения газа с большими скоростями, а также его физические и термодинамические свойства при высоких температурах и давлениях.
В книге подробно рассматриваются кинематика и динамика газа в общем случае для сложной модели химически реагирующей вязкой сжимаемой среды, теория скачков уплотнения и метод характеристик, наиболее широко используемый в аэродинамических исследованиях, а также основные методы расчета обтекания профилей и крыльев.
В новом издании книги наиболее значительной переработке подверглась первая глава — теоретические основы газовой динамики.
В неё введено пять новых параграфов, в которых приводятся результаты, полученные с помощью электронных быстродействующих машин для задач на сверхзвуковое обтекание как в плоском, так и в пространственном случаях, изложены теория гиперзвуковых движений, теория диссоциирующего газа, линейная пространственная задача обтекания крыла. Ряд параграфов значительно расширен. Так, в параграфе, посвящённом взрыву, даётся теория точечного взрыва без учёта противодавления, а также детально излагается способ решения на электронной быстродействующей машине задачи о взрыве с учётом противодавления; в параграфе, посвящённом крылу в плоско-параллельном потоке, расширено изложение, касающееся обтекания пластинки; даны некоторые полученные решения в осесимметричном случае.
Для ряда отдельных результатов и методов. Так, например, для характеристики указываются новые варианты и, в частности, излагается применение его к расчётам, проводимым с помощью электронных вычислительных машин.
Дополнения и изменения, внесенные в шестое издание первой части, касаются лишь главы о волнах. Здесь вставлены два новых параграфа: один посвящен теории длинных волн на мелкой воде (в частности, рассмотрен вопрос о разрушении плотины), другой — теории длинных волн в сжимаемой жидкости (задача обтекания препятствия).
В некоторых местах сделаны незначительные изменения текста.
Изложены результаты теоретического и экспериментального исследования гидродинамической подачи смазки в различных процессах обработки металлов давлением: волочении, прокатке, прессовании, штамповке. Приведен материал по промышленному внедрению гидродинамической подачи смазки. Рассмотрено течение жидких и порошкообразных смазок в смазочных слоях, даны основы теории расчета устройств, обеспечивающих гидродинамический эффект смазки.
Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников металлургической и машиностроительной промышленности – специалистов по обработке металлов давлением, может быть полезна студентам вузов по специальности “Обработка металлов давлением”.
Быстрое развитие авиации за последние годы является результатом главным образом аэродинамических исследований, как теоретических, так и экспериментальных.
Аэродинамика как наука по полноте и разнообразию поставленных задач и особенно по характеру ее применения выделилась из классической гидродинамики и стремится стать самостоятельной наукой. В этих условиях аэродинамика за последние десятилетия настолько развилась, что ныне главные задачи одной из обширных ее областей можно считать уже разрешенными.
С самого начала нужно уточнить, что аэродинамические исследования проводятся различными путями, в зависимости от того, идет ли речь о условиях скоростей близких к скорости звука, превышающих скорость звука или больших в сравнении с ней.
Для этого широкого диапазона скоростей необходимы различные методы исследования, так как в первом случае речь идет о некомпрессируемых жидкостях, а в последующих (при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях) учитываются соображения, связанные с теорией сжимаемых жидкостей.
Динамика разреженных газов или, как ее иногда называют, супер-аэродинамика изучает явления, имеющие место при произвольном отношении длины пробега (времени между столкновениями) молекул к характерному размеру (времени) явления.
Изучаемые явления могут быть сколь угодно далёкими от равновесных. Исследование таких явлений требует в общем случае учёта молекулярной структуры газа, кинетического описания, применения уравнения Больцмана. В круг задач динамики разреженных газов входят, например, задачи об обтекании летательных аппаратов, движущихся на больших высотах, о движении газов в вакуумных аппаратах, ультразвуковых колебаниях в газах, структуре ударных волн, неравновесных течениях и т. д.
В книге анализируются и обобщаются результаты фундаментальных исследований, связанных с изучением гетерогенных каталитических процессов, происходящих при движении с большой сверхзвуковой скоростью летательных аппаратов в атмосфере Земли и Марса. Основное внимание уделяется анализу моделей каталитических свойств теплозащитных покрытий космических аппаратов, основанных на детальном учете механизма протекания гетерогенных каталитических реакций.
Для специалистов научно-исследовательских институтов, преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в областях аэротермодинамики, теплообмена и ракетно-космической техники.
В книге систематически рассматривается обширный круг вопросов из различных областей физики, физической химии, астрофизики, с которыми имеет дело современная газо- и гидродинамика. В ней излагаются основы газовой динамики и теория ударных волн, теория переноса излучения.
Изучаются термодинамические и оптические свойства вещества при высоких температурах и давлениях, кинетика диссоциации, ионизации и других неравновесных процессов, явления, связанные с излучением света и лучистым теплообменом в ударных волнах и при взрывах, вопросы распространения ударных волн в твердых телах и т. д. Автор монографии приводит большую часть оригинальных работ в рассматриваемой области науки, которые нашли свое отражение в книге.
Книга послужит интересным и практическим пособием для широких кругов физиков, механиков и инженеров, занимающихся прикладной физикой и новой техникой. Она будет полезна студентам и аспирантам соответствующих специальностей, а также всем физикам и механикам, желающим познакомиться с современным состоянием науки об ударных волнах.
