تشوه الأجسام الصلبة نتيجة تأثير السوائل بسرعات فوق صوتية

ملخص: لقد تم إجراء دراسة حول تشوه الأجسام الصلبة عند معدلات عالية من التشوه الناتجة عن تأثير أسطوانة صغيرة أو نفاثة من السائل على سطح الجسم الصلب. تم تطوير طريقة لإطلاق هذه النفاثة ضد الجسم بسرعات تصل إلى 1200 م/ث. تم رصد التشوه الناتج للجسم تحت تأثير السقوط وسلوك السائل باستخدام طرق تصوير عالي السرعة. كما تم قياس مقدار ومدة الحمل الناتج عن التأثير باستخدام محول بيزوالكتريك. تم التحقيق في نوعية تشوه الجسم للمواد البلاستيكية والمرنة والهشة. هناك دليل على أن النفاثة السائلة، عند التأثير، تتصرف في البداية بطريقة قابلة للضغط. جزء من التشوه ناتج عن هذه التأثيرات القابلة للضغط وجزء آخر ناتج عن فعل القص للسائل المتدفق بسرعات عالية جداً عبر السطح. إذا كانت مقدمة النفاثة ذات شكل مناسب (على سبيل المثال، على شكل إسفين) فيمكن أن تكون سرعة التدفق عبر السطح أكبر بكثير من سرعة الاقتراب. وقد تم العثور على أنه يوجد خمسة أنواع عامة من التشوه التي تنتج في الجسم. هذه الأنواع هي: (1) شقوق سطحية محيطية، (2) تدفق وشقوق تحت السطح، (3) تشوه بلاستيكي على نطاق واسع، (4) تشوه قصي حول محيط منطقة التأثير، و(5) كسر نتيجة انعكاس وتداخل موجات الضغط. يعتمد النمط السائد للتشوه أساساً على الخصائص الميكانيكية للجسم وعلى سرعة التأثير. ترتبط هذه المشاهدات بمشكلة عملية تتعلق بتآكل الطائرات التي تحلق بسرعات عالية عبر المطر والتآكل في شفرات التوربينات.