Сверхзвуковые мифы туманного конуса — Naked Science
47 минут
Николай Цыгикало
32

Сверхзвуковые мифы туманного конуса

5.2

Огромные скорости и мгновенные превращения, загадочная стройность форм и ошибки в расчетах — все смешалось в этой картине. Вокруг стремительно мчащегося самолета вдруг возникает туманный конус, но это не «звуковой барьер». С конусом связано много неверных штампов и распространенных мифов. Аэродинамика туманного конуса интересна, и любопытно разобраться, как он возникает и почему имеет такой вид. Никто и никогда не разбирал это так, как мы.

Снимок сделан на авиасалоне, прошедшем на авиабазе MCAS Miramar в Калифорнии 4 октября 2008 года.
Снимок сделан на авиасалоне, прошедшем на авиабазе MCAS Miramar в Калифорнии 4 октября 2008 года.

Перед вами — палубный истребитель-бомбардировщик и штурмовик F/A-18F Super Hornet, летящий со скоростью, близкой к скорости звука. Задняя часть самолета скрыта за туманным конусом с ровными очертаниями: он, словно широкая юбка, окутал хвостовое оперение. Что это и откуда он взялся?

Скорость полета и число Маха

Полеты самолетов бывают дозвуковые и сверхзвуковые. Разница между ними принципиальная: физика обтекания самолета набегающим потоком воздуха на этих режимах радикально различается. Между этими разными формами полета находится область околозвуковых скоростей с переходными явлениями. Здесь и лежат места обитания туманного конуса.

Скорость в аэродинамике рассматривается относительно окружающего воздуха, а не относительно земли или, скажем, палубы авианосца. Воздух при этом становится для самолета обтекающим его потоком. В любом полете важно не только то, медленнее он или быстрее звука, но и насколько медленнее или быстрее: это определяет картину обтекания.

Скорость звука всегда рассматривается местная, в данных условиях полета, поскольку она зависит от температуры воздуха и поэтому может меняться с изменением высоты, погоды и времени года. В летнюю жару скорость звука растет, в зимние морозы — снижается. На уровне моря при стандартных условиях атмосферы скорость звука составляет 340,29 метра в секунду. С ростом высоты она меняется только из-за температуры: изменение атмосферного давления и плотности никак не влияет на скорость звука. При подъеме до стратосферы скорость звука падает с усилением тамошнего верхнего мороза, снижаясь до 295 метров в секунду. С середины стратосферы и до ее верха скорость звука растет с прогревом воздуха, за стратосферой снова убывает, а потом опять растет.

Число Маха, обозначаемое буквой M, — скорость полета или течения воздуха (в общем случае газа) в сравнении со скоростью звука. Можно сказать, число Маха — это весы, взвешивающие скорость в «звуках». В мультфильме «38 попугаев» такой получилась длина удава, измеренная в длинах попугая. Точно так же скорость полета можно измерить в скоростях звука — и получится число Маха, вернее, его численное значение.

Число Маха не имеет единицы измерения, лишь значение. Одни метры в секунду (рассматриваемую скорость) число Маха делит на такие же метры в секунду (скорость звука) — эти одинаковые единицы измерения взаимно сокращаются, и остается просто дробь, только число. Таковы все критерии подобия — принятые в аэродинамике безразмерные числа, к которым относится и число Маха. Поэтому единицы «Мах» или «мах» нет в принципе, и говорить о «скорости в три Маха» или «пять Махов» неправильно — это лишь небрежный жаргон.

Так же неверно говорить о «скорости в три числа Маха» или «с тремя числами Маха», ведь число Маха не является константой с постоянным значением. Это переменная величина, принимающая любое конкретное значение. Каждой скорости соответствует свое значение числа Маха. Если М=1, то это ровно местная звуковая скорость. При М<1 (например, М=0,7) полет дозвуковой, при М>1 (например, М=2,3) — сверхзвуковой.

Вблизи скорости звука, или Рождение скачка уплотнения

Возьмем М=0,8 на небольшой высоте. Стандартная скорость звука у земли — 340 метров в секунду. Умножение ее на М даст 272 метра в секунду — это скорость самолета относительно воздуха. А с какой скоростью воздух обтекает самолет? Кажется, конечно, с такой же — 272 метра в секунду. Но, как ни парадоксально, это не так.

На выпуклых местах — поверхностях крыла и киля, кабины, воздухозаборников — обтекающий воздух локально ускоряется. В результате скорость обтекания в разных точках самолета оказывается разной. Больше всего эта разница проявляется на крыле.

Верхняя поверхность крыла самолета более выпуклая, чем нижняя. На ней течение воздуха ускоряется сильнее.

Давление при ускорении дозвукового течения снижается, что описывается законом Бернулли для дозвукового потока. Это проявляется великий принцип неразрывности потока, или среды. Пониженное давление над крылом «подсасывает» его вверх, создавая подъемную силу. Рост местной скорости воздуха над крылом зависит от скорости самолета и кривизны обтекаемой поверхности и может достигать + 0,2 М.

При скорости самолета около М=0,8 местное ускорение обтекающего потока приводит к возникновению на верхней поверхности крыла точки со звуковой скоростью (здесь скорость течения M=1). При скорости около М=0,85 эта точка разрастается в маленькую сверхзвуковую область над крылом, которая заканчивается сзади плоской поверхностью, перпендикулярно стоящей в потоке. Воздух на ней мгновенно уплотняется, а его скорость резко падает до дозвуковой.

Это сверхзвуковой скачок уплотнения — поверхность ударного газодинамического сжатия воздуха.

Сжатие происходит здесь мгновенно, скачкообразно, на расстоянии всего пары пробегов молекул, за одну десятимиллиардную долю секунды. Скачок уплотнения существует только в сверхзвуковом потоке, поэтому возникает не перед крылом, где обтекание еще дозвуковое, а в сверхзвуковом течении на средней части крыла.

С дальнейшим ростом скорости самолета область сверхзвукового течения и скачок уплотнения растут и протягиваются перпендикулярно от крыла в окружающее самолет пространство. При М=0,9 сверхзвуковую область начинает создавать и слегка выпуклый низ крыла. При М=0,95 сверху и снизу крыла образуются большие сверхзвуковые области, а скачки уплотнения сдвигаются к задней кромке крыла и удлиняются на десяток метров вверх и вниз от него.

С переходом на сверхзвуковой полет скачки уплотнения отклоняются назад и объединяются за самолетом с появившейся ударной волной от передней кромки крыла, образуя на расстоянии от самолета расходящийся в пространстве конус Маха.

Сверхзвуковой скачок уплотнения может оставлять поток за собой и сверхзвуковым, и дозвуковым — смотря по тому, насколько он сильный. В любом скачке течение всегда замедляется и за счет этого уплотняется (отсюда и название скачка) — утрамбовывается налетающим сверхзвуковым потоком. С размаху бьет он по скачку огромной энергией своего движения, как молотом; этот удар производит ударное газодинамическое сжатие в сверхзвуковом скачке, образуя его. В полученном утрамбованном и уплотненном состоянии сжавшийся воздух выдавливается за скачок новыми порциями сжимаемого прибывающего потока.

За скачком уплотнения воздух может оставаться сжатым и текущим без расширения — например, на жестких наклонных поверхностях, ставших причиной возникновения скачка. В сжатом потоке плотность, давление и температура такими и остаются, не возвращаясь к доскачковым значениям. Значит, нет и волнового процесса с его возвращением к начальным параметрам.

Нас интересует другой вариант — дальняя часть сверхзвукового скачка, протянувшаяся в окружающее пространство. Здесь уплотненный скачком воздух не подпирается никакой жесткой поверхностью. Будучи сжатым, он сразу беспрепятственно расширяется, возвращаясь к атмосферному давлению и плотности. Этот возврат к начальному состоянию демонстрирует наличие волнового процесса, и сверхзвуковой скачок уплотнения вместе с измененным за ним воздухом образует ударную волну.

Ударная волна – кисть, рисующая туманом

Ударная волна — распространяющееся в воздухе со сверхзвуковой скоростью сильное упругое сжатие с последующим восстановлением параметров воздуха до атмосферных. Сжатие в лице скачка уплотнения — начало ударной волны, ее передняя поверхность и самая характерная часть. Здесь происходит кратный рост плотности, давления и температуры. Сжатие порождает большую упругую силу, которая, получив свободу действовать, становится большой силой расширения. Она стремительно нивелирует возникшее сжатие до атмосферного давления.

Расширение газа — форма движения материальных точек.

Чем быстрее это движение, тем больше его инерция. Неважно, в какой форме оно будет реализовано: масса инертна, а инерция хранит движение. Быстро достигая атмосферных параметров, разогнавшееся расширение воздуха проскакивает их без остановки и инерционно продолжается дальше, «выгибая» давление в обратную сторону и создавая разрежение.

Давление, плотность и температура в нем опускаются значительно ниже атмосферных. Возникшее разрежение запускает обратный процесс — сжатие его окружающей атмосферой. Там, где давление окончательно выравнивается с атмосферным, ударная волна заканчивается. По своей природе это обычные для волны горб и впадина на графиках параметров воздуха.

При очень сильных ударных волнах с огромным сжатием во фронте (намного большим, чем в конусе Маха) инерционная сила расширения способна создать более глубокое разрежение. Тогда восстановление до атмосферного давления тоже может обладать инерцией, достаточной для второго небольшого сжатия, после которого последует второе расширение. Такой колебательный цикл сжатия-расширения возникает в мощных ударных волнах от больших фугасных зарядов, ядерных взрывов, при падении из космоса крупных болидов. Но туманный конус вокруг самолета формируется только однократным сжатием-расширением.

Волновой портрет ударной волны имеет характерные особенности на графиках плотности, давления и температуры: островерхий пик, высокий, поэтому и короткий, а также неглубокую, но протяженную впадину. Хотя разрежение в задней части ударной волны довольно сильное (больше, чем в области дозвукового понижения давления над крылом), разность с атмосферой в нем в разы меньше, чем в передней области сжатия. А значит, меньше и сила, выравнивающая разрежение до атмосферного давления. Поэтому разрежение воздуха «затягивается» потревоженной атмосферой медленнее, существуя значительно дольше сжатия.

Если воздух вокруг самолета влажный, его температура может оказаться близкой к точке росы: температуре выпадения тумана при данной влажности. Когда температура, падающая в ударной волне вместе с давлением, опускается ниже этой точки, прозрачный водяной пар мгновенно конденсируется в туман из капелек воды. Туманный конус делает видимой область с температурой ниже точки росы. Как только температура снова поднимается выше точки росы, туман так же мгновенно превращается обратно в невидимый пар.

На этой фотографии самолета, летящего низко над океаном, видны небольшие туманные зоны за локальными скачками уплотнения, порожденными выступающими формами: над кабиной пилотов, под воздухозаборниками (небольшой клок тумана снизу примерно посередине самолета). За крыльями и стабилизаторами сформировались отдельные конусы. Фото с сайта nationalinterest.org

Теперь физическая картина происходящего становится понятна. Самолет не «преодолевает звуковой барьер», как часто неправильно говорят в такой ситуации. Это выражение фигурально и не несет никакого физического смысла, поскольку реально — физически, аэродинамически — никакого «звукового барьера» не существует. Это лишь метафора достижения людьми технологического уровня, позволяющего сверхзвуковые полеты.

В форме тумана видна холодная область — зона краткосрочного охлаждения воздуха в задней части ударной волны, возникшей вокруг самолета.

На самом деле, самолет летит здесь с постоянной, установившейся дозвуковой скоростью порядка М=0,9. На нем и вокруг него образовались зоны сверхзвукового течения. Они породили скачки уплотнения, за которыми сложилась структура ударной волны, как и должно быть в открытом окружающем воздухе. Поверхность скачка подпирается позади тонким сжатым слоем, за которым идет в разы более толстый и долгий слой инерционного разрежения и охлаждения. В «сильной» части этой разреженной зоны воздушная влага сконденсировалась в туман. Атмосфера «схлопывает» вмещающее туман разрежение, поднимая температуру выше точки росы, и туман возвращается в пар.

Почему четкий конус, а не бесформенное облако?

Кто дал туману эту форму — впереди как конус, сзади ровный? Вблизи поверхности крыла сильнее скорость возросла; сверхзвуковой скачок мощнее, чем вдалеке, где все слабеет к исчезновению скачка. Мощнее сжатие в скачке на поверхности крыла — быстрее расширение и ближе за скачком проход точки росы падающей температурой. С удалением вверх и вниз от крыла уплотнение в слабеющем сверхзвуковом скачке снижается, и на самом дальнем краю сверхзвуковой области, возникшей вокруг крыла, скачок уплотнения исчезает. Продолжаясь еще немного в пространстве слабеющими волновыми эффектами. Это пока большой местный скачок, заканчивающийся неподалеку, в десятке метров от самолета.

По мере приближения к его краю расширение в слабеющей ударной волне идет медленнее, растягиваясь во времени, и точка росы достигается позже и поэтому дальше за скачком. Чем выше от крыла, тем позже и на более короткий срок возникает туман, проходя в потоке более короткую линию своей жизни. Эти линии существования тумана сокращаются по мере удаления от поверхности крыла, начинаясь позже и складываясь в конус.

Атмосфера окончательно восстанавливает давление за скачками на крыльях примерно на одном расстоянии, обрезая конус сзади перпендикулярно потоку и параллельно скачку впереди.

Поэтому чем дальше от крыла, тем позже и на более короткий срок возникает туман, образуя своим выпадением наклонную поверхность конуса и его истончение к краям. А задняя поверхность тумана, соответствующая обратному прохождению точки росы, ровная.

Можно сказать, туманный конус — это «развертка» волнового процесса, происходящего во времени, на пространство вокруг самолета.

Встречаются рассказы о том, что туманное разрежение в конусе вызывает перетекания в него воздуха из близлежащих областей. На самом деле, движения воздуха из прилегающих областей в конус нет. Течение газа и волновое колебание — две принципиально разные формы движения. В потоке здесь идет вперед ударно-волновой процесс. Он слишком быстр: не создает перетеканий с разных мест. Только сжатие-расширение, без возникновения упорядоченного течения. Заполнение туманного конуса окружающим воздухом — один из его мифов.

Он на сверхзвуке или нет? По фото можно дать ответ?

Из-за сверхзвуковых скачков уплотнения вокруг самолета аэродинамическое сопротивление сильно увеличивается. Сверхзвуковой скачок всегда создает газодинамические потери, расходуя на них часть энергии потока, или, что то же самое, отнимая часть кинетической энергии самолета, снижая его скорость. Чтобы не замедлиться, самолету нужно увеличить реактивную тягу — и тоже сильно.

Если приглядеться, за соплами самолета на главной фотографии видна полоса с тусклыми светлыми пятнами. Это реактивная сверхзвуковая форсажная струя с типичными дисками Маха — тоже скачками уплотнения, в форме которых происходит торможение сверхзвуковой струи в атмосфере. В тот момент, когда было сделано фото, двигатели «Супершершня» работали в форсажном режиме. Увеличенная форсажная тяга позволяет самолету лететь на околозвуковой скорости, компенсируя возросшее сопротивление. Форсаж при этом неполный: в режиме полного форсажа F/A-18 идет на малой высоте с «полноценным» сверхзвуком (М=1,2).

Фотография была сделана во время показательных полетов на авиасалоне. Если бы самолет летел на сверхзвуковой скорости, ударная волна конуса Маха могла оглушить вплоть до повреждения барабанных перепонок и легкой контузии или даже повалить зрителей и выбить стекла в зданиях. Сверхзвуковые полеты на малой высоте запрещены. Их использовали на армейских учениях для имитации ударной волны ядерного взрыва, и волна била жестко.

Однажды двух летчиков-истребителей ПВО командировали участвовать в общевойсковых учениях на большом полигоне. Их задачей было пройти парой на сверхзвуковых Су-9 на небольшой высоте над войсками. И сделать этот проход на сверхзвуковом режиме, имитируя ударную волну ядерного взрыва. Одновременно в «эпицентре взрыва» должны были взорвать несколько бочек с бензином для имитации атомного грибовидного облака.

Для более реальной имитации волны от взрыва летчики выбрали самый сильный, почти прямой скачок при скорости 1300 километров в час, рассчитали и согласовали место и время перехода на сверхзвук, длительность прохода на нем и маршрут полета, запас топлива для форсажного расхода. Взлетели, подошли к войскам, снизились до трехсот метров, ниже брать не стали для спокойствия на сверхзвуке в условиях возможного проявления казахского мелкосопочника. Пройдя ориентиры рубежа, разожгли форсаж, вышли на сверхзвук и пошли низко над рельефом на скорости 1300 километров в час — примерно с М=1,15, с учетом холодной погоды.

Действие получилось отличным. За черным грибом дыма от взорванных бочек по войсковым подразделениям прокатилась ударная волна. Высокопоставленные наблюдатели, стоявшие с биноклями и смотревшие на действия войск, тоже непонятно каким образом оказались в зоне согласованного маршрута пролета пары. Ударная волна оглушила и сбила наблюдателей с ног, повалив на землю. Фуражки дружной стайкой улетели в казахстанскую степь. После чего раздавалось много начальственных возмущений в адрес летчиков и организаторов «ядерного удара». Но летчики лишь четко выполнили поставленную им задачу. Автор хорошо знал одного из них, рассказавшего, как все происходило.

На фотографиях с туманным конусом обычно «позируют» самолеты палубной авиации — чаще всего варианты «Шершня» F/А-18 Hornet. У летающих на них пилотов большой опыт полетов низко над водой, накопленный во время заходов на посадку на палубу авианосца и пролетов возле него, который летчики демонстрируют на авиашоу. Близкая поверхность океана насыщает нижние слои воздуха влагой, облегчая рождение тумана.

Туман волновой и неволновой.

Ударно-волновой туман возникает не только вокруг самолетов. Он случается вокруг ракет-носителей во время движения на околозвуковых режимах при соответствующих условиях атмосферы. В силу геометрии обтекателя головной части ракеты форма тумана может отличаться от конуса, принимая иногда цилиндрический вид. И тогда кажется, что спереди на ракету-носитель надета муфта из тумана. В силу быстрого разгона ракеты такой туман возникает на несколько секунд и долго не держится, исчезая с ростом числа Маха.

Также выпадение тумана в ударной волне иногда видно визуально во время сильных взрывов во влажном воздухе. Например, при взрыве мощных фугасных авиабомб заметны быстро разбегающиеся белесые поверхности, пузырем окружающие взрыв и разлетающиеся в стороны. Это визуализируются зоны разрежения в ударных волнах. Быстро проходящие туманные поверхности видны и на съемках ядерных и термоядерных взрывов — то же самое мгновенное выпадение тумана ударно-волновой природы.

Нужно отметить, что далеко не всякое разрежение создается волновым процессом. А охлаждение до тумана создается не только разрежением.

Туман может возникать в разрежениях любой природы — вплоть до «дымка» от выстрела пробки из бутылки шампанского. Часто видимые туманные вихревые шнуры, тянущиеся за концами крыльев самолетов, не имеют никакого отношения к ударно-волновым делам: разрежение в виде нитевидной внутренности вихревого шнура создается быстрым вращением воздуха с инерционно-центробежным механизмом снижения давления внутри вихря. Зона пониженного давления с охлаждением и конденсацией облаков возникает в циклонах – огромных вращающихся массах воздуха.

Наконец, туман образуется и без понижения давления, при любом охлаждении влажного воздуха ниже точки росы. Зимой туман течет из открытого окна – это влажный воздух комнаты охлаждается, смешиваясь с наружным морозным воздухом. Так же “дымит” на старте ракета-носитель, заправленная жидким кислородом – в области сброса из бака очень холодного испаряющегося кислорода возникает плотный туман в охлаждаемом воздухе. Утренние туманы, покрывающие низменности лугов и текущие во оврагам, возникают благодаря ночному охлаждению земли и приземного слоя воздуха из-за теплового излучения.

Пример неволнового разрежения и выпадения тумана. Самолет движется существенно медленнее звука, поэтому не возникает местных скачков уплотнения и туманный конус не формируется. Выпадение тумана происходит только в зоне разрежения, протянувшейся над крылом и создающей подъемную силу самолета. Здесь визуализируется не ударно-волновой процесс, а действие закона Бернулли для дозвукового потока / © Bruce Thomson с сайта flickr.com

Но именно коническая форма тумана вокруг самолета и ровная, без струй и завихрений, задняя граница конуса показывают ударно-волновую природу тумана на этих фотографиях. Поэтому туманный конус — верный признак околозвуковой скорости.

Еще один пример неволнового выпадения тумана — он возникает только сверху самолета, в зоне пониженного давления над крылом и корпусом, создающей подъемную силу. Эта зона и визуализируется туманом. Скорость самолёта значительно ниже околозвукового диапазона. Фото: Марина Лысцева / ИТАР-ТАСС.

Что будет дальше? С переходом к сверхзвуковому полету (например, с М=1,3) развернувшаяся вокруг задней части самолета волновая картина сильно изменится. Скачок уплотнения над крылом сместится на его заднюю кромку и отклонится назад. Сжатие в скачке уплотнения вырастет, восстановление атмосферного давления за ним станет очень быстрым, коротким. Зона разрежения тоже превратится в тонкий слой. Туман станет «воплощением» внутренней поверхности конуса Маха, протягиваясь от самолета далеко в пространство полупрозрачным коническим покрывалом. А если самолет попадет в более сухой воздух, то исчезнет и он, не оставляя никаких визуальных следов обтекания.

Миф о Прандтле и Глоерте

С туманным конусом связана еще одна распространенная ошибка. Его часто называют «эффектом Прандтля — Глоерта» (например, есть такая статья в Википедии). Это название широко растиражировано, однако ни в одном учебнике аэродинамики и ни в одном научном труде вы не найдете упоминания о таком эффекте. Его попросту не существует.

Есть понятие сингулярности Прандтля — Глоерта (Prandtl–Glauert singularity). Немецкий физик Людвиг Прандтль (Ludwig Prandtl) в начале ХХ века искал математическое описание сверхзвукового движения. Из-за неправильных допущений он пришел к неверному результату: из его уравнений выходило, что давление воздуха и его сила сопротивления полету при скорости М=1 стремятся к бесконечности. Что странно: в то время уже отлично летали сверхзвуковые винтовочные пули и снаряды, которые при бесконечной силе сопротивления воздуха не только сразу упали бы, но и, вероятно, разогнались бы этой бесконечной силой в обратном направлении.

Прандтль тем не менее включил свои результаты в курс, который преподавал студентам. Но первым их опубликовал английский аэродинамик немецкого происхождения Герман Глоерт (или Глауэрт, англ. Hermann Glauert — не совсем ясно, как этот английский немец или немецкий англичанин сам произносил свою фамилию, по-немецки или по-английски). Поэтому и сам метод, и следующую из него сингулярность (бесконечность давления) стали называть именами обоих ученых.

На самом деле, преобразования, предложенные Прандтлем, при приближении к М=1 не работают, но разобраться в этом в то время было непросто, поскольку в экспериментальных исследованиях сверхзвуковых течений тогда делали самые первые шаги (при активном участии самого Прандтля, который эти шаги и делал).

Людвиг Прандтль. Взгляд провидца сверхзвуковой области / © WikiHow

Людвиг Прандтль, несмотря на ошибку с сингулярностью, был выдающимся аэродинамиком, основоположником, очень много и плодотворно работавшим со сверхзвуком. Это он впервые предложил теорию сверхзвуковой ударной волны, которой мы коснулись выше. Он рассчитал и построил первую в мире сверхзвуковую аэродинамическую трубу. А позже придумал метод расчета сверхзвукового сопла, по которому сегодня рассчитывают все сопла ракет. Он создал мощную школу аэрогазодинамики, превратившуюся в сегодняшнее Общество Макса Планка. Его по праву называют отцом аэродинамики, а его имя носит один из аэродинамических критериев подобия (к которым относится и число Маха) — число Прандтля. Он дожил до полетов сверхзвуковой авиации, возникшей на базе его работ, оставив этот мир в 1953 году.

Приписываемый же Прандтлю и Глоерту «эффект» возник из вольного народного творчества и занял место в ряду других аналогичных мифов, которые в наше время так легко распространяются. Ни Прандтль, ни Глоерт его не формулировали, не описывали туманных конусов, не предсказывали их — да и вообще не имеют к ним никакого отношения. Остается лишь удивляться, сколь причудливо иногда преломляются в аэродинамике ошибочные представления, порождая мифы.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:51
4 минуты
Сергей Васильев

Галактические нити крупномасштабной структуры Вселенной тянутся на сотни миллионов световых лет — и, как оказалось, вращаются, увлекая в движение все свои галактики.

2 часа назад
4 минуты
Сергей Васильев

При определенных внешних условиях растения резуховидки Таля могут отращивать новый необычный орган — «кантиль».

Вчера, 12:44
5 минут
Илья Ведмеденко

Украинские разработчики представили концепт ударного беспилотника, способного среди прочего поражать воздушные цели. На презентационном видео аппарат поражает ракетой БПЛА «Орион».

12 июня
58 минут
Николай Цыгикало

Грохот уходящих в космос ракет, гигантские столбы огня, колоссальная сила, превосходящая силу тяжести. Форсажный рев боевых самолетов. Самое громкое и мощное силовое устройство человека. Все это — канал особой формы и особых свойств, радикально изменивший человечество. В чем его суть и как происходит трудное рождение сверхзвука — читайте в нашем материале.

12 июня
9 минут
Василий Парфенов

Российские эпидемиологи считают, что в столице могла появиться своя разновидность вируса SARS-CoV-2. Кроме того, по мнению специалистов Центра имени Гамалеи, сейчас важным является индийский штамм коронавируса. По отношению к нему активность сывороток у вакцинированных и переболевших Covid-19 снижена в 2-3 раза.

Вчера, 09:51
4 минуты
Сергей Васильев

Галактические нити крупномасштабной структуры Вселенной тянутся на сотни миллионов световых лет — и, как оказалось, вращаются, увлекая в движение все свои галактики.

24 мая
23 минуты
Ольга Иванова

«Сексуальную революцию совершили задние сиденья автомобилей», – заявил в свое время американский общественный деятель Джерри Рубин. И ошибся. Раскрепощение нравов происходило задолго до появления машин, причем много раз. Оно напоминает движение маятника. Как и почему вершились «секшал революшнс» и стоим ли мы на пороге нового витка сексуальности или же нас ждет ужесточение морали? Об этом – в нашем материале.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

27 мая
51 минута
Александр Березин

Хотя в прессе много пишут об исключительно редких «побочках» от вакцин, практика показывает, что бояться надо совсем другого. Самым страшным врагом привитого остается... коронавирус. Даже после вакцин Pfizer или Moderna от него иногда умирают — и подобных случаев уже сотни. Разумеется, среди непривитых таких на порядки больше, но погибшим и членам их семей от этого не легче. Еще хуже то, что две из трех российских вакцин, похоже, защищают от ковида намного слабее Pfizer и Moderna. Это довольно странно с учетом того, что третий российский препарат в этом плане не уступает западным аналогам. Почему российские власти финансируют миллионные тиражи слабой вакцины, имея в распоряжении вполне полноценную?

[miniorange_social_login]

Комментарии

32 Комментариев

2 недели назад
-
0
+
"Однажды двух летчиков-истребителей ПВО командировали участвовать в общевойсковых учениях на большом полигоне. Их задачей было пройти парой на сверхзвуковых Су-9 на небольшой высоте над войсками. И сделать этот проход на сверхзвуковом режиме, имитируя ударную волну ядерного взрыва." Просто вспомнилось, и не на сверхзвуке. Душанбе 1980 год. В этот год набрали массово водителей в партизаны. Очень часто встречались повсюду партизаны, а они выделялись в СССР формой. Они возили грузы через речку.Не знаю почему, то ли копейки в афгани платили, то ли вообще не платили и они там что то меняли, но город был наводнен фарцовсой двух видов , причем торговали не фарцовщики, а вдруг знакомые люди, позолоченными католическими крестиками с цепочками. Конечно покупали не из за Веры, а для красоты. Бижутерия красивая. И в том же году минимум два часа наблюдал баражирование на низкой высоте наверное штурмовика, который проносился над городом на низкой высоте и включал форсаж. Мы сидели на крыше, и наблюдали как он проносится. Уши закладывало. Шел , и вдруг включал форсаж проносясь низко. Потом уходил на разворот и по новому откуда то появлялся. И это не менее двух часов. Рев, но окна цены при форсаже. Высота рассчитана была. Окна 9 этажек целы, хотя от его формажа уши закладывало. Потом повзрослев уже понял что это наверное была демонстрация силы для местного руководства. Тем более читал материалы, что были серьезные опасения при вводе войск в Афганистан, что в республиках могут начаться сепаратисткие настроения в руководстве компартий Ср. Азии. Почему то никто не вспоминает это агрессивное баражирование на высоте 100-200 м, хотя может быть и выше, но кажется что было видно летчиков, или летчика в кабине. Вот такая история . Спасибо за статью.
    2 недели назад
    -
    0
    +
    Сверхзвук для воздействия на местность использовали и в Афганистане. "В Афганистане от скуки бытия возникла мысль использовать полет на сверхзвуке над целью для морального воздействия на врага и прикрытия удара остальных самолетов группы. Цель была в 50 км от аэродрома, топлива достаточно, мы с Витей Скворцовым, после сброса бомб, отошли в сторону, развернулись на цель, на снижении включили форсаж. Скорость быстро скакнула на сверхзвук и пока вторая пара определялась наверху с целью, мы «ударили» по ней числом М 1,4 на относительной высоте 200 м. В последующих полетах при ударах по близлежащим целям подобные маневры повторяли довольно часто. Весной 1984 г., когда операция в Панджшерском ущелье только готовилась, у нашего командования появилась мысль психологически воздействовать на противника уже на оперативном уровне - мы получили официальное задание пройти парой по ущелью на сверхзвуке на малой высоте. Взлетаем, от Баграма, до конца зеленки на севере лету минуты три, включаем форсаж и со снижением входим в район. Приборная скорость 1300 км/ч, на высоте 2500-3000 м это 1.4 М. Самолет на сверхзвуке становится тяжелым в управлении в продольном отношении, ручка управления «резиновая», особо низко не снизишься. Поэтому, а также для расширения «зоны воздействия», ниже 200 м над рельефом не снижаемся. Ущелье поднимается вверх, краем глаза замечаю промелькнувшее внизу стадо овец, минуты через две выскакиваем на перевал. Выключаем форсаж, разворачиваемся и уже на нормальной скорости 1000 км/ч летим вниз «смотреть» результаты. Подходим в знакомому стаду, бараны конечно не попадали (может только оглохли), но пастух, увидев нас издалека по дымному следу, упал на землю и закрыл руками голову. Видимо все же ощутимо шарахнуло. Буквально через неделю пришлось испытать действие скачков уплотнения на собственной шкуре. ...... Перед очередной Панджшерской операцией в Баграм согнали почти всю авиацию 40 Армии, одних вертолетов было около трех полков, в том числе перебазировали одну эскадрилью истребителей-бомбардировщиков Су-17М3 156 апиб (авиационный полк истребителей-бомбардировщиков - Николай Ц.) из Шинданта. Их замкомэска, видать нормальный летчик, насмотревшись на наши проходы, тоже решил удивить мир. Однако очень важная деталь желательности выпуска тормозных щитков при полете на форсаже, особенно при высоте аэродрома 1500 м, учтена не была (не там в мирное время летал). Форсаж, включенный над дальним приводом, обеспечил «сухарю» перед началом полосы хорошую сверхзвуковую скорость. Мы находились в стартовом домике, вдруг сильнейший, как взрыв, удар, и раздирающий воздух звук двигателя со звоном разбившихся стекол. Результат пролета был впечатляющим - в 150 метрах слева и справа от траектории полета не осталось ни одного целого стекла. Особо пострадал, получив «боевое ранение», инженер ВВС 40 Армии полковник Герасимович. Находясь на КПИ, он попал как раз под фронт ударной волны. Стекло толщиной около 8 мм, рассыпалось от ударной волны на мелкие осколки, которыми зацепило лысину. Ранение, к счастью, не оказалось тяжелым." https://proza-ru.turbopages.org/proza.ru/s/2018/04/11/1240?utm_source=turbo_turbo
Туман за самолётом, возникает не с проста, он копирует и заполняет форму гравитационного объёма самолёта, который не похож на самолёт, зато он показывает, как он держит самолёт в воздухе, придавая ему невесомость. - Объёмная физика.
    14.05.2021
    -
    0
    +
    Интересно где вы были, когда бог людям раздавал мозги? Туман держит самолет в воздухе! Ахренеть! Вы какие грибы курите?
    +
      ещё комментарии
      2 недели назад
      -
      0
      +
      Коле простительно, у него и слово "неспроста" из трёх "штук" состоит. Прогуливал уроки и раздачу, стервец. (шутка)
03.05.2021
-
-3
+
Статья про конус разрежения, который формируется за самолетом - полная глупость! Этот конус образуется уже на скоростях 100-120м/сек. А скорость звука 330м/сек. Автор просто ДУРАК! Ускорение потока над крылом - это также всеобщая ДУРЬ. Учите второй закон Ньютона,.... ребята! и особенно то место где рассказывается: а из-за чего может возникнуть ускорение! Я всегда с большим интересом смотрю за появлением новых статей в интернете про аэродинамику. Меня всегда умиляет ситуация, когда статьи про аэродинамику пишут люди, которые ни бельмеса в этой самой аэродинамике не понимают. Как правило данные статьи выходят под флагом: "А как бы сделать так, чтобы идиотов стало еще больше?!!!"
    03.05.2021
    -
    0
    +
    Обоснуйте свою точку зрения иначе дураком будете выглядеть вы.
    +
      ещё комментарии
      04.05.2021
      -
      0
      +
      Чтобы понимать аэродинамику-надо учить и знать Физику. По этой причине, если не хотите быть дураком то для начала я бы посоветовал вам почитать такую тему как: Вязкость воздуха, Пограничный слой, Ламинарный поток. Если вам удастся понять эти темы, то вы поймете что воздух, который окружает самолет: летит вместе с самолетом, в том же направлении что и самолет и с той же скоростью что и самолет. Другими словами: воздух, который окружает самолет относительно самолета имеет НУЛЕВУЮ Скорость! Так что для меня, те люди, которые верят в существование так называемого "потока" при реальном полете самолета - просто откровенные ИДИОТЫ с нулевыми знаниями в области физики!
        05.05.2021
        -
        0
        +
        Если вам удасца понять эти
        Подсказать где ошибка или сам проверку орфографии включишь? Для такого гения это не должно быть запредельно сложно.
        05.05.2021
        -
        0
        +
        воздух, который окружает самолет: летит вместе с самолетом, в том же направлении что и самолет и с той же скоростью что и самолет
        Ой всё! Отчего-то сразу вспоминается отважное срывание покровов на вархеде.
    03.05.2021
    -
    -5
    +
    Ускорение потока над крылом
    Закон, он же уравнение, он же теорема, он же интеграл Бернулли? Не, по телеку не показывали.
    +
      ещё комментарии
      04.05.2021
      -
      -1
      +
      Не порите Чушь! Есть только УРАВНЕНИЕ Бернулли и больше ничего нет. И уравнение это для так называемой сказочной-НЕСЖИМАЕМОЙ жидкости. А сказочной, потому как несжимаемых жидкостей не бывает. На свете вообще нет несжимаемой материи, даже алмаз сжимается. А смысл данного уравнения в том, что при изменении (увеличении) скорости потока одновременно с ростом Динамического давления происходит снижение Статического давления - поэтому Полное давление, как сумма между Динамикой и Статикой остается НЕИЗМЕННЫМ. Учи ФИЗИКУ сынок! и не рассуждай о том, о чем ты не имеешь ни малейшего представления. Запоминай: Уравнение Бернулли - это уравнение о запрете на изменение Давления в потоке, поэтому те дебилы, которые внедрили данное уравнение в аэродинамику и являются дебилами. И еще запоминай в пространстве нет Динамического давления отдельно, а Статического давления отдельно: всегда и всюду в любой точке пространства есть в наличии только ПОЛНОЕ давление.
        05.05.2021
        -
        -1
        +
          05.05.2021
          -
          0
          +
          Так ты дурень не только заглядывай, но и читай что там написано: "Закон Бернулли утверждает, что величина 1/2ρV² + ρ g h + P = Consnanta, т.е. сохраняет постоянное значение вдоль линии тока. Константа в правой части называется Полным давлением."
            05.05.2021
            -
            0
            +
            Ты, хамло бездельное, хоть бы обратил внимание на то, что в левой части формулы аж ЧЕТЫРЕ ПЕРЕМЕННЫЕ.
        05.05.2021
        -
        0
        +
        И почему все ниспровергатели основ и потрясатели Вселенной, так любят писать капсом, да еще и с ошибками?
          05.05.2021
          -
          0
          +
          Капсом я пишу специально для того, чтобы малограмотным и плохо образованным указать на КЛЮЧЕВЫЕ слова в предложении, от которых зависит основной смысл сказанного! Термин "НЕСЖИМАЕМОСТЬ" означает, что жидкость или газ НЕЛЬЗЯ сжать или растянуть. А это в свое время накладывает ЗАПРЕТ на изменение ДАВЛЕНИЯ, т.к. изменение давления в жидкостях и газах (при неизменной температуре) происходит именно при их сжатии/растяжении. В физике это называется "изменение КОНЦЕНТРАЦИИ". -------------------- Учите ФИЗИКУ.... дети, а то смешно читать ваши ПЕРЛЫ! -------------------- Да и еще, чтобы вас особо не мучить! Уравнение Бернулли к образованию Подъемной силы на крыле не имеет вообще ни какого отношения. Этот дебилизм про ускорение потока над крылом был придуман ИДИОТАМИ где то 150 лет тому назад. Дело в том, что воздух и под и над крылом в пограничном слое летит вместе с крылом и имеет относительно крыла НУЛЕВУЮ скорость из-за того, что воздух имеет ВЯЗКОСТЬ. Поэтому при реальном полете самолета нет ни какого "ПОТОКА" и нет ни какого ОБТЕКАНИЯ крыла потоком. У вас даже не хватает ума понять, что конус разрежения в котором конденсируется водяной пар (который вы видите на фото в данной статье) летит вместе с самолетом, с той же скоростью что и самолет и в том же направлении что и самолет! Где вы тут увидели ПОТОК??? Поэтому автор данной статьи, который над крылом рисует картинку на которой "поток" равен 1,18 от числа Маха, для меня данный автор просто безграмотный дурачок из ясельной группы.
            05.05.2021
            -
            0
            +
            дебилизм про ускорение потока над крылом был придуман ИДИОТАМИ где то 150 лет тому назад
            И почему-то работает.
              05.05.2021
              -
              0
              +
              Что работает?
                05.05.2021
                -
                0
                +
                То что самолётное крыло создаёт подъёмную силу - это и коню понятно. Вопрос то не в этом. Вопрос в том: А как крыло это делает? Вы хоть знаете, что на сегодняшний день есть ЧЕТЫРЕ теории о том: Как крыло создает подъемную силу. Скорей всего нет. А то что все эти теории тупые и противоречат друг другу? Знаете? Тоже наверно нет. Вы в какую теорию верите? Расскажите своими словами. А я вам задам один простой вопрос на который у вас не будет ответа. Вопрос такой: Что такое подъемная сила? Попробуйте ответить!
                05.05.2021
                -
                0
                +
                Что такое подъемная сила?
                Подъёмная сила — составляющая полной аэродинамической силы, перпендикулярная вектору скорости движения тела в потоке жидкости или газа, возникающая в результате несимметричности обтекания тела потоком. Полная аэродинамическая сила — это интеграл от давления вокруг контура профиля крыла.
                все эти теории тупые и противоречат друг другу?
                Так откройте уже нам, недоумкам, свою ВЕЛИКУЮ ПРАВДУ об их тупости и взаимных противоречиях.
                05.05.2021
                -
                -1
                +
                Вы прочитали Вику и теперь наивно полагаете что знаете что такое Подъемная сила. Ну что ж! А теперь попробуйте ответить на такой вопрос: У ракеты которая уходит со старта строго вертикально вверх - у ракеты есть Подъемная сила?
                05.05.2021
                -
                1
                +
                Конечно есть. Иначе ракета никуда не полетит. Только создается она за счет истечения реактивной струи и прекрасно работает там где никакой аэродинамикой и не пахнет.
                05.05.2021
                -
                -1
                +
                Правильно! Молодец! У ракеты есть Подъемная сила и эта сила это тяга ее двигателей. А теперь попробуйте еще раз ответить на вопрос: Что такое Подъемная сила и имейте ввиду, что я не спрашиваю вас: "как она образуется и за счет чего", я спрашиваю что это такое? в чем ее смысл? А вопрос: как она появляется - это уже другой вопрос! Обратите внимание на то, что название Силам в ФИЗИКЕ дается не от того "как сила появляется", а от того "что сила делает", т.е. ее предназначение. Приведу пример: Сила тяги получила свое название от того, что она тянет или толкает тело, и тут не рассматривается вопрос о том как мы ее поимели: раскрыли парус, установили ДВС или тупо запрягли осла в повозку. Т.ч. начинайте думать своим собственным умом и не читайте вику, которую в основном пишут ИДИОТЫ!
                06.05.2021
                -
                -1
                +
                Что-то у моих собеседников похоже возникли трудности с определением подъемной силы. Надо наверно помочь: Подъемная сила - это сила, которая компенсирует силу тяжести! По этой причине Подъемная сила - это сила или проекция от силы, которая Всегда направлена строго вертикально ВВЕРХ. Другими словами: если у вас есть сила или проекция от силы, которая направлена строго вертикально ВВЕРХ, то у вас есть подъемная сила. Если у вас нет силы или проекции от силы, которая направлена строго вертикально ВВЕРХ, то у вас НЕТ подъемной силы.
                3 недели назад
                -
                1
                +
                "Что-то у моих собеседников похоже возникли трудности с определением подъемной силы. Надо наверно помочь: Подъемная сила - это сила, которая компенсирует силу тяжести!" "Обратите внимание на то, что название Силам в ФИЗИКЕ дается не от того "как сила появляется", а от того "что сила делает", т.е. ее предназначение." Что за феерическая чушь? Понятия и определения в физике вводятся для описания явлений и определения параметров этих явлений, и подъёная сила - в физике определяется в контексте процессов обтекания тела потоком. во всех прочих случаях сила, направленная против силы тяжести имеет названия и определения, введенные физикой для описания именно тех случаев. "Другими словами: если у вас есть сила или проекция от силы, которая направлена строго вертикально ВВЕРХ, то у вас есть подъемная сила." Расскажите про вертикальные реакции опор стоящих на земле конструкций, которые тоже вдруг, с Ваших слов стали "подъемной силой" , расскажите про несуществующую подъемную силу, действующую на лопасти воздушного винта. Расскажите про отсутствующую в середине боевого разворота подъемную силу, которая, несмотря на её отсутствие меняет направление движения самолета. "У ракеты есть Подъемная сила и эта сила это тяга ее двигателей" Опять туфта - в баллистических расчетах полета ракет сила тяги никогда не рассматривается как подъемная сила, а подъемная сила, которая используется в баллистических расчетах - определена тем же самым образом, что и применительно к самолетам - проекция полной аэродинамической силы на вектор, перпендикулярный к скорости. "Если вы не в курсе, то у большинства самолетов в ГП крыло стоит на УА=+6°" Если Вы не в курсе - практически любой несимметричный профиль крыла дает подъемную силу при нулевом угле атаки.
                2 недели назад
                -
                0
                +
                Нет смысла спорить с троллем..) по определению, аэродинамическая подъёмная сила направлена перпендикулярно вектору скорости. Никакой привязки к гравитационной или геодезической вертикали она не имеет. Самолёт не теряет подъемную силу во время выполнения обыкновенной бочки - когда его подъёмная сила проходит весь круг направлений от "вверх" до "вбок", "вниз", снова "вбок" и снова "вверх". Она не исчезает во время выполнения петли, полупетли, или глубокого виража (горизонтального полёта по кругу с креном более 45 градусов) - в таком вираже, накренив самолёт, как раз задаёшь статическую перегрузку, взяв ручку на себя в должной мере (и сократив радиус виража) - а ведь эту перегрузку создаёт подъёмная сила, и ничто иное. Все эти фигуры, при самом разном пространственном положении самолёта, создаются его подъемной силой, независимо от текущего (и меняющегося) пространственного положения самолёта. В общем, не спорьте с очевидной ахинеей; насколько она бессмысленна, настолько бессмыслен и спор с ней.)
                05.05.2021
                -
                0
                +
                Первая теория - это «Ньютоновская» теория: Поток бьет в крыло снизу. На крыло снизу начинает действовать так называемое Динамическое давление .... и это давление толкает крыло вверх. Как вам такая теория? Ньютон считается гением. Его формула скоростного напора Q = 1/2рV² в физике, в гидро и аэродинамике используется до сих пор. Более того эта формула является частью уравнения Бернулли. Современная механика основана на трех законах Ньютона. Данная теория основана на законе передачи импульса и подпадает под действие Третьего закона Ньютона. При этом Скорость в формуле стоит в числителе в квадрате и получается, что чем быстрей летит самолет тем больше Давление, которое действует на крыло снизу. А при увеличении Скорости в два раза Давление становится больше в 4 раза. Обратите особое внимание на то, что по данной теории профиль крылу не нужен, т.к. важна только площадь нижней плоскости крыла. Поэтому по данной теории крыло может быть абсолютно плоским. Важно только чтобы нижняя плоскость стояла к вектору скорости под положительным углом атаки (далее УА). Если вы не в курсе, то у большинства самолетов в ГП крыло стоит на УА=+6°.У вас есть претензии к Ньютону и к его теории или к его формуле?  Формула Силы от скоростного напора выглядит так: F = 1/2рV²*S*Sin(a).
                3 недели назад
                -
                1
                +
                Псевдограмотный квазиспециалист. С таким спорить, что с голубем в шахматы играть.
    Это вы не понимаете аэродинамику и физику природы, ваши все законы великих - говно, против - Объёмной физики. "Двойственные энергетические механизмы космоса" Все тела - электромагнитного происхождения невесомы по структуре природы, как и сама Земля. Гравитация не масса - Ньютона и законы его не работают вместе с Эйнштейном и всеми остальными масонами. Вы просто ещё не понимаете, что гравитация - это объём идеальной пустоты (ничего, отрицательный объём плотности) Дошло - академик ?
    +
      ещё комментарии
      3 недели назад
      -
      0
      +
      Это шедевр на уровне описания Эдельвейсом Машкиным принципов работы его эвристической машины из "Сказки о Тройке" Стругацких!..

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.