unda de șoc provocate de aeronava supersonic. Linia Galben - Trasarea undei de șoc pe teren. În afara conului undei de șoc (în timp ce pe teren - în fața liniei galbene) avionul nu poate fi auzit.
La debit de gaz supersonică solidelor la o margine frontală a unui val de șoc (uneori mai multe, în funcție de forma corpului). Fotografia arată undele de șoc formate la vârful modelului fuselaj, și capătul de aripă și capătul posterior al modelului.
față de șoc cu distanța de la aparatul propriu ia treptat formă aproape conică, căderea de presiune pe ea scade odată cu creșterea distanței de la vârful conului. iar unda de șoc este convertit în sunet. Unghiul dintre axa conului și a este asociat cu un raport al numărului Mach
Când valul ajunge la observatorul, care este, de exemplu, pe pământ, a auzit un zgomot puternic ca o explozie. O concepție greșită comună este convingerea că ar atinge o viteză de aeronave rezultat al sunetului, sau „sparge bariera sunetului.“ De fapt, în acest moment de către observatorul trece unda de șoc, care însoțește în mod constant aeronava se deplasează cu viteză supersonică. De obicei, imediat după „bumbac“ observatorul poate auzi vuietul unui motor de avion, nu audibil la trecerea undei de șoc în timp ce avionul se mișcă mai repede decât sunetele le-a produs. O observație foarte similar are loc pentru zbor subsonic - planul de zbor deasupra unui observator, la o altitudine mare (mai mult de 1 km), nu poate fi auzit, sau mai degrabă auzi târziu: direcția sursei de sunet nu este același lucru ca și direcția planului vizibil pentru un observator pe teren.
Un fenomen similar poate fi observat în foc de artilerie: observatorul câțiva kilometri înainte de instrumentul poate vedea primul flash de împușcat, după o aud în timp ce „Thunder“ survolează proiectil (și câteva secunde mai târziu - el creează zgomot) și numai atunci când ajunge sunetul propriei sale împușcat, create de gazele pulbere ce curge din butoi.
FA-18. Cloud condens văzut format din cauza modificărilor de presiune locale (Efect Prandtl - Gloerta). De multe ori, un model similar este perceput în mod eronat ca „rupere bariera sunetului“, după cum reiese din numele fotografiei.
Criza Wave - natura schimbătoare a debitului în jurul aeronavei debitul de aer la abordarea de viteză a aerului la viteza sunetului. însoțit, de regulă, deteriorarea caracteristicilor aerodinamice ale dispozitivului - creșterea tragere. reducerea lift. apariția de vibrații și așa mai departe.
Deja în timpul viteza de luptă al doilea război mondial a început să se apropie de viteza sunetului. În acest caz, piloții au început să vadă, uneori de neînțeles uneori și fenomene amenințătoare care apar cu mașinile lor, atunci când zboară cu limita de viteză. Conservate emoțională raport pilot USAF la comandantul său, generalul Arnold:
D-le, aeronavele noastre sunt deja foarte stricte. Dacă există mașini cu o viteză și mai mare, nu le putem acoperi. Săptămâna trecută am fost în lucrarea sa „Mustang“ sa scufundat pe Me-109. Avionul meu scuturat ca un pistol de unghii, și nu mai asculta cârmele. N-am putut să-l scot din vârf. La doar trei sute de metri de sol abia am putut îndreptat ...
- Wave Criza // Enciclopedia armelor [1].
După război, atunci când mulți designeri de aeronave și piloți verificatori au făcut încercări persistente de a atinge psihologic semnificativ marca - viteza sunetului, aceste fenomene stranii devin norma, iar multe dintre aceste încercări s-au încheiat în tragedie. Acest lucru a adus la viață nu lipsită de misticism sintagma „bariera de sunet“ (franceză Mur du-l pe fiul Schallmauer -... Un zid de sunet). Pesimiști a susținut că este imposibil să depășească această limită, cu toate că pasionații își riscă viața, în mod repetat, a încercat să o facă. Dezvoltarea înțelegerii științifice a mișcării supersonic a gazului ne-a permis nu numai pentru a explica natura „bariera sunetului“, ci pentru a găsi mijloacele de a le depăși.
In fuselaj curgere subsonică, aripă și ampenaj aeronavei pe porțiunile convexe ale contururilor lor apar zone de accelerare a fluxului locale [2]. Când o aeronavă de indicare a vitezei se apropie de viteză la fața locului sonic a fluxului de aer în zonele de accelerare poate ușor să depășească viteza sunetului (Fig. 1a). Trecând zona de accelerare, fluxul încetinește, formarea inevitabilă a unui val de șoc (fluxuri supersonice tranziția de la o astfel de proprietate supersonic la viteză subsonică apare întotdeauna discontinuă - cu formarea unui val de șoc). Intensitatea undelor de șoc este mic - la presiunea lor diferențială față este mică, dar ele apar dintr-o dată în set, la diferite puncte ale suprafeței dispozitivului, și împreună au schimba drastic caracterul fluxului său, deteriorarea caracteristicilor sale de zbor: forța de ridicare a aripii scade, cârme de aer, eleroane își pierd eficiența, aparatul devine imposibil de gestionat, și toate acestea este foarte instabilă, există o vibrație puternică. Acest fenomen se numește val al crizei. Atunci când viteza de deplasare a vehiculului devine supersonic (M> 1), debitul redevine stabil, deși caracterul său este modificat în principiu (Fig. 1b).
Fig. 1a. Wing aproape de fluxul audio.
Fig. 1b. Aripa în flux supersonic.
În aripile cu un profil relativ gros într-un val de centrul de criză de presiune se deplasează înapoi brusc, rezultând într-un nas „mai grele“, a aeronavei. luptători piloți piston cu aripă, încearcă să dezvolte o viteză de top într-un picaj de la mare altitudine la putere maximă, la abordarea „bariera de sunet“ a devenit victime ale val al crizei - a lovit-l, era imposibil să iasă din picaj nu reduce viteza, care, la rândul său, este foarte dificil de a face într-o scufundare. Cel mai faimos caz de strângere un picaj de la zbor orizontal în istoria aviației catastrofă internă este la testul de rachete Bahchivandzhi BI-1 la viteza maximă. În cei mai buni luptători de-al doilea război mondial, cu aripi drepte, cum ar fi P-51 „Mustang“ sau Me-109. Criza de undă, în mare altitudine începe cu o viteză de 700-750 km / h. În același timp, jetul și Messerschmitt Me.262 Me.163 aceeași perioadă au fost măturat aripa, în care nici o problemă dezvoltat viteză de peste 800 km / h. De asemenea, trebuie remarcat faptul că avionul cu un șurub convențional într-un zbor orizontal poate ajunge la viteze apropiate de viteza sunetului, ca palele elicei intră în zona crizei valurilor și își pierd eficiența lor de aeronave considerabil mai devreme. șuruburi supersonice lame în formă de iatagan-sunt în măsură să rezolve această problemă, dar în momentul în care aceste șuruburi sunt prea complexe punct de vedere tehnic, și foarte zgomotos, astfel încât, în practică, nu se aplică.
aeronave moderne de viteză subsonice zbor suficient de aproape de sunet (mai mult de 800 km / h) de croazieră, sunt de obicei realizate cu aripi măturată și suprafețele de spate cu un profil subțire, care permite să schimbe viteza la care val începe criză spre valori mai mari. avioane supersonice, care trebuie să treacă prin val al crizei de terenuri în recrutarea de viteza supersonica, au diferențe structurale de la subsonice asociate cu ambele caracteristici ale fluxului supersonic de aer, precum și cu necesitatea de a rezista la sarcinile care rezultă din condițiile de zbor supersonic și valul crizei, în special - triunghiulara aripă plane cu un diamant în formă triunghiulară sau profil.
Recomandări pentru transonic în condiții de siguranță și de zbor supersonic sunt după cum urmează:
- la viteze de zbor subsonice, vitezele trebuie evitate, care începe la criza de unda (aceste viteze depind de caracteristicile aerodinamice ale aeronavei și de la altitudinea de zbor);
- tranziția de la subsonică la jeturi supersonice trebuie efectuată cât mai repede posibil, cu ajutorul dispozitivului de postcombustie a motorului, pentru a evita un filtru de undă lungă în zona de criză.
Valul de criză termen aplicat vaselor apoase care se deplasează la viteze apropiate de viteza undelor pe suprafața apei. Dezvoltarea val al crizei face dificilă pentru a crește viteza. Depășirea crizei navă mijloc de ieșire val pentru modul rindeluirea (de alunecare carcasă pe suprafața apei).
- Efectul Prandtl - Gloerta
- Bariera termică (probleme dezvolta aeronave hipersonic)