Ever since airplane speeds started to approach the speed of sound, the study of compressible flow problems attracted much talent and support in the major indus trialized countries. Today, gas dynamics is a mature branch of science whose many aspects and applications are much too numerous to be mastered by a single person or to be described in a few volumes. This book commemorates the 70th birthday of a great pioneer and teacher of gas dynamics, Dr. Klaus Oswatitsch, Professor of Fluid Mechanics at the Technical University of Vienna and former Director of the Institute for Theoretical Gas Dyna mics, Deutsche Forschungs-und Versuchsanstalt fUr Luft-und Raumfahrt. Several reasons motivated us to prepare an English translation of Oswatitsch's selected sci entific papers. First, we hope that a book containing his major papers will be wel come as a valuable reference text in gas dynamics. Oswatitsch's work is frequently used in the literature in one form or another, but it is usually quite time-consuming for the English speaking reader to consult the original texts. As a result, reference to and understanding of his papers is often incomplete. For example, Oswatitsch's formulation of the equivalence rule hardly ever is quoted in recent textbooks, al though it preceded declassification of Whitcomb's results by several years. Further more, his papers contain much information, which has not yet been fully appreciated in the Anglo-American literature."

Wahrend im letzten Jahrzehnt eine Reihe von Lehrbuchern der Gas dynamik im allgemeinen und eine grosse Anzahl von 'vVerken auf ver schiedenen Spezialgebieten der Stroemungslehre erschienen ist, gibt es nur wenig Sammlungen von ubungsaufgaben. Dies ist zweifellos ein Mangel, denn es ist kaum etwas zum Einarbeiten in die Materie, zur Selbstkontrolle und zum Gewinn von Sicherheit auf den Gebieten der Mathematik oder Physik geeigneter als die selbstandige Loesung angemessener Aufgaben. Dazu kommt, dass es den mathematischen UEbungen oft an der noetigen Ver bindung zu den Problemstellungen in den theoretischen naturwissenschaft lichen Fachern fehlt. Dies ist um so mehr zu bedauern, als der die Mathematik als Hilfswissenschaft betreibende Student vielfach den Sinn der mathematischen Annahmen gar nicht erkennt. Es fehlt ihm oft an den noetigen Vorstellungen, wahrend der mathematische Unterricht gleichzeitig an Wirkung als Vorbereitung fur die theoretischen Facher einbusst. Das vorliegende Buchlein moege dazu beitragen, den skizzierten Mangeln ent gegenzuwirken.

Die Gasdynamik stellt als Lehre von den Stroemungen zusammendruckbarer Medien die allgemeinste Form der Stroemungslehre dar. Sie enthalt die Hydro- mechanik der inkompressiblen Flussigkeiten als SpezialfalL Das gilt insbesondere auch fur die Integralsatze und Differentialgleichungen und die daraus folgenden allgemeinen Satze, wie jene der mechanischen AEhnlichkeit, die Bernoullische Gleichung, die Wirbelsatze und eine Reihe weiterer allgemeiner Aussagen. Die ersten gasdynamischen Arbeiten, die im ubrigen auch heute noch Be- deutung besitzen, stammen aus dem 19. Jahrhundert. Die Behandlung der ein- fachen ebenen Welle, Abschn. III. 29, kann zuruck bis zu PoiSSON (1808) ver- folgt werden. ST. VENANT und W ANTZEL [II, 6]* behandeln in einer 1839 ver- oeffentlichten Arbeit das Ausstroemen von Gasen bei starkem Druckgefalle. Im Jahre 1860 veroeffentlichte B. RIEMANN seine bedeutende Arbeit uber die Fort- pflanzung von Luftwellen endlicher Amplitude [III, 10]. Die grundlegenden Arbeiten uber Verdichtungsstoesse stammen von W. J. M. RANKINE aus dem Jahre 1870 [III, 1] und von H. HUGONIOT aus dem Jahre 1887 [III, 2]. ZurgleichenZeit veroeffentlichte E. MAcH seine Beobachtungen an Projektilen [VI, 1], die schnel- ler als der Schall fliegen. Die Arbeiten von P. MoLENBROEK [VI, 11] und von P. VIEILLE [- 22] sowie jene von D. L. CHAPJ >IAN [II, 18] wurden ebenfalls noch im vorigen Jahrhundert geschrieben. Dies gilt auch fur die Arbeit von J. D. MAssAu [IX, 28], die erste Arbeit uber graphische Charakteristikenverfahren. Die erste Auflage des beruhmten Buches "The Theory of Sound" von LoRD RAYLEIGH ist lange vor der Jahrhundertwende erschienen.

Auf Wunsch von Herrn Dr. OSWATITSCH, der nahezu acht Jahre mein Mit- arbeiter am Kaiser-Wilhelm-Institut fur Stromungsforschung war, gebe ich gerne seinem Buch tiber Gasdynamik die folgenden Zeilen als Geleitwort mit: Ais ich selbst im Jahre 1904 meine Gottinger Tatigkeit begann, gab es bereits Anfange dieser Wissenschaft. Der Name Gasdynamik war allerdings noch nicht erfunden. Uber ihren Zustand im Jahre 1905 unterrichtet mein Beitrag V 5 b zum Physikband der "Enzyklopadie der mathematischen Wissenschaften"; er tragt den Titel "Uber die stromende Bewegung der Gase und Dampfe". Von dem, was man heutzutage Gasdynamik nennt, ist dort noch sehr wenig zu finden. Es gab altere Ausfuhrungen hieruber in GRASHOF, Theoretische Maschinenlehre (1875) und ZEUNER, Technische Thermodynamik (1900), beide vorzugliche klare Lehrbucher, die unter anderem auch die stromende Bewegung der Gase be- handelten, und es gab vor allem das beriihmte Dampfturbinenbuch von STODOLA, wovon die 3. Auflage 1905 erschie. nen war. Die Stodolaschen Forschungen waren auf diesem damals vollig neuen Gebiet fuhrend gewesen. Von fruher her existier- ten Betrachtungen uber den AusfluB von Druckluft, Dampf und dergleichen unter groBen Druckunterschieden, es existierten aber auch eine Reihe von Ammen- marchen, so z. B. dieses, daB die AusfluBgeschwindigkeit von Gasen und Dampfen niemals die Schallgeschwindigkeit dieser Stoffe uberschreiten konne. Dieses, obwohl Energiebetrachtungen zeigten, daB wesentlich groBere Geschwindigkeiten moglich waren.

1m Rahmen del' Gasdynamik ist eine Reihe von Spezialgebieten entstanden, die in einem allgemeinen Lehrbuch nicht mehr in ausreichender Breite und Tiefe behandelt werden konnen und denen daher diesel' gesonderte Band gewidmet ist. Das Hauptgewicht wird darin auf eine moglichst verstandliche Analyse del' wich- tigsten Phanomene gelegt, nicht abel' auf eine vollstandige Wiedergabe del' gan- gigen Methoden. Von diesen wird nul' die eine odeI' andere verwendet, im iibrigen wird mit einer kurzen Erlauterung auf die Literatur verwiesen. Bei Steigerung del' Machzahlen stationarer Stromungen begegnet man den ersten ernsteren Schwierigkeiten beim gleichzeitigen Auftreten del' in ihren Eigen- schaften so grundlegend verschiedenen Stromungsformen bei Unter- und Uber- schallgeschwindigkeit. 1m ersten Tell werden daher diese sogenannten sehallnahen Stromungen behandelt. Am ausgepragtesten treten die Probleme hier bei del' ebenen, stationaren Stromung zutage. Ihr ist daher eine Reihe von Kapiteln gewidmet, wobei die leistungsfahige Rheographenmethode von Sobieczky wieder- holt herangezogen wird. AnschlieBend werden achsensymmetrische und raumliche Stromungen bearbeitet. Dabei findet del' Aquivalenzsatz seine besondere Beach- tung. Del' zweite Tell umfaBt die Hyperschallstromung, also den Bereich sehr hoher Maehzahlen. Die Probleme liegen hier etwas einfacher, da selbst bei stumpfen Korpern in del' Newton- und Busemann-Naherung sehr einfache, brauchbare Verfahren zur Verfiigung stehen. Fur hohere Genauigkeitsanspriiche wird die Me- thode von W. Schneider dargelegt.