Untersuchung des Gleichgewichtszustandes hinter einer starken Stoßwelle in Helium

Zusammenfassung

Mit Hilfe elektromagnetischer Antriebsmechanismen gelingt die Erzeugung von Stoßwellen sehr hoher Machzahlen. Je nach Stärke des Stoßes und Art des verwendeten Gases treten Dissoziation und Ionisationen auf.

In der folgenden Arbeit sind die beiden Ionisierungsstufen des Heliums berücksichtigt. Die Ausdrücke für den Druck und die Enthalpie im Impuls- und Energiesatz müssen dahingehend erweitert werden. Es ergeben sich dann von den bekannten Rankine-Hugoniot-Beziehungen abweichende Ausdrücke. Das Verhältnis der Dichte vor und nach dem Stoß hat entsprechend den beiden Ionisationen zwei Maxima, die den für einatomige Gase bekannten Wert 4 übersteigen.

Nach Abschluß des jeweiligen Ionisierungsprozesses ist die Temperatur aufgetragen über der Machzahl nicht mehr vom Druck abhängig.

Ausgewertet wurde die Theorie für Anfangsdrucke von 0,1 und 1 Torr bis zu Stoßfrontgeschwindigkeiten von 150 Mach. Diese Ergebnisse wurden mit experimentell bestimmten Werten verglichen.