Hypervelocity - Hypervelocity

"Energiblinket" av en hypervelocity påvirker under en laboratoriesimulering av hva som skjer når et stykke orbitalrusk treffer et romfartøy i bane
Hypervelocity innvirkning

Hyperhastighet er veldig høy hastighet , omtrent over 3000 meter per sekund (6700 mph, 11.000 km / t, 10.000 ft / s eller Mach 8.8). Spesielt er hyperhastighet så høy hastighet at materialets styrke ved støt er veldig liten sammenlignet med treghetsspenninger . Dermed oppfører metaller og væsker seg likt under påvirkning av hyperhastighet. Ekstrem hypervelocity resulterer i fordampning av slaglegemet og målet. For strukturelle metaller anses hyperhastighet vanligvis å være over 2500 m / s (5600 mph, 9000 km / t, 8,200 ft / s eller Mach 7,3). Meteorittkratere er også eksempler på hypervelocity konsekvenser.

Oversikt

"Hypervelocity" refererer til hastigheter i området fra noen få kilometer per sekund til noen titalls kilometer per sekund. Dette er spesielt relevant innen romforskning og militær bruk av rom, der hyperhastighetspåvirkning (f.eks. Av rusk eller et angripende prosjektil ) kan resultere i alt fra mindre komponentnedbrytning til fullstendig ødeleggelse av et romskip eller missil. Slaglegemet, så vel som overflaten den treffer, kan gjennomgå midlertidig fortetting . Slagprosessen kan generere plasmautslipp , som kan forstyrre romfartøyelektronikk.

Hypervelocity oppstår vanligvis under meteorsvermer og dype verdensrommet reentries, som utføres i løpet av Zond , Apollo og Luna programmer. Gitt den iboende uforutsigbarheten til timingen og banene til meteorer, er romkapsler de viktigste datainnsamlingsmulighetene for studier av termiske beskyttelsesmaterialer ved hyperhastighet (i denne sammenheng defineres hyperhastighet som større enn rømningshastighet ). Gitt sjeldenheten til slike observasjonsmuligheter siden 1970-tallet, har Genesis og Stardust Sample Return Capsule (SRC) -innganger så vel som den nylige gjenopptakelsen av Hayabusa SRC skapt observasjonskampanjer, særlig på NASAs Ames Research Center .

Hypervelocity- kollisjoner kan studeres ved å undersøke resultatene av naturlig forekommende kollisjoner (mellom mikrometeoritter og romfartøy , eller mellom meteoritter og planetariske kropper), eller de kan utføres i laboratorier. I dag det viktigste verktøyet for laboratorieforsøk er en lett-gass pistol , men noen eksperimenter har brukt lineære motorer å akselerere prosjektiler til hypervelocity. Egenskapene til metaller under hypervelocity er integrert med våpen, slik som eksplosivt dannet penetrator . Fordampningen ved støt og flyting av overflater gjør at metallprosjektiler dannet under hyperhastighetskrefter kan trenge bedre inn i rustning i kjøretøyet enn konvensjonelle kuler.

NASA studerer effekten av simulert orbitalrusk ved White Sands Test Facility Remote Hypervelocity Test Laboratory (RHTL). Objekter mindre enn en softball kan ikke oppdages på radar. Dette har fått romfartøydesignere til å utvikle skjold for å beskytte romfartøy fra uunngåelige kollisjoner. Ved RHTL simuleres mikrometeoroid- og orbitalrusk (MMOD) på romfartøyskomponenter og skjold, slik at designere kan teste trusler fra det voksende orbitalruskmiljøet og utvikle skjoldteknologi for å være et skritt foran. Ved RHTL driver fire to-trinns lette gasskanoner prosjektiler med en diameter på 0,05 mm til 22,2 mm til hastigheter så raskt som 8,5 km / s.

Hypervelocity reentry hendelser

Dato Begivenhet Hastighet (km / s) Merknader
8. september 2004 Genesis SRC 11.04 Crashed (drogue chute failure)
15. januar 2006 Stardust SRC 12,79 Raskeste menneskeskapte gjeninntreden på rekord (vellykket landing)
13. juni 2010 Hayabusa SRC 12.2 Ledende hovedfartøy fra Hayabusa med 2000 meter (ødeleggende gjeninntreden)

Andre definisjoner av hypervelocity

Ifølge United States Army , hypervelocity kan også referere til munningshastighet av et våpensystem, med den nøyaktige definisjonen avhenger av våpen i spørsmålet. Når vi diskuterer håndvåpen en munningshastighet på 5000 fot / s (1,524 m / s) eller større ble ansett hypervelocity, mens for tankkanoner munningshastighet må møte eller overskride 3,350 ft / sek (1021,08 m / s) for å bli betraktet hypervelocity, og terskelen for artillerikanoner er 3.500 fot / s (1066,8 m / s).

Se også

Referanser