Top.Mail.Ru
Ответы
Аватар пользователя
17 лет назад
от
Изменено

Почему преодоление самолетом звукового барьера сопровождается взрывоподобным хлопком? И что такое «звуковой барьер"?

Почему преодоление самолетом звукового барьера сопровождается взрывоподобным хлопком? И что, собственно, такое «звуковой барьер»?

Только авторизированные пользователи могут оставлять свои ответы
Дата
Популярность
Аватар пользователя
Новичок
17лет

С «хлопком» происходит недоразумение, вызванное неверным пониманием термина «звуковой барьер» . Этот «хлопок» правильно называть «звуковым ударом» . Самолет, движущийся со сверхзвуковой скоростью, создает в окружающем воздухе ударные волны, скачки воздушного давления. Упрощенно эти волны можно представить себе в виде сопровождающего полет самолета конуса, с вершиной, как бы привязанной к носовой части фюзеляжа, а образующими, направленными против движения самолета и распространяющимися довольно далеко, например до поверхности земли.

Когда граница этого воображаемого конуса, обозначающая фронт основной звуковой волны, достигает уха человека, то резкий скачок давления воспринимается на слух как хлопок. Звуковой удар, как привязанный, сопровождает весь полет самолета, при условии что самолет движется достаточно быстро, пусть и с постоянной скоростью. Хлопком же кажется проход основной волны звукового удара над фиксированной точкой поверхности земли, где, например, находится слушатель.

Другими словами, если бы сверхзвуковой самолет с постоянной, но сверхзвуковой скоростью принялся летать над слушателем туда-сюда, то хлопок слышался бы каждый раз, спустя некоторое время после пролета самолета над слушателем на достаточно близком расстоянии.

А «звуковым барьером» в аэродинамике называют резкий скачок воздушного сопротивления, возникающий при достижении самолетом некоторой пограничной скорости, близкой к скорости звука. При достижении этой скорости характер обтекания самолета воздушным потоком меняется кардинальным образом, что в свое время сильно затрудняло достижение сверхзвуковых скоростей. Обычный, дозвуковой, самолет не способен устойчиво лететь быстрее звука, как бы его ни разгоняли, — он просто потеряет управление и развалится.

Для преодоления звукового барьера ученым пришлось разработать крыло со специальным аэродинамическим профилем и придумать другие ухищрения. Интересно, что пилот современного сверхзвукового самолета хорошо чувствует «преодоление» своим летательным аппаратом звукового барьера: при переходе на сверхзвуковое обтекание ощущается «аэродинамический удар» и характерные «скачки» в управляемости. Вот только с «хлопками» на земле эти процессы напрямую не связаны.

Перед тем, как самолет преодолеет звуковой барьер, может образоваться необычное облако, происхождение которого до сих пор не ясно. Согласно наиболее популярной гипотезе, рядом с самолетом происходит падение давления и возникает так называемая сингулярность Прандтля-Глауэрта с последующей конденсацией капелек воды из влажного воздуха.

Источник: <noindex><a rel="nofollow" href="http://www.log-in.ru/dtSection/news/default.asp?id=442" target="_blank">http://www.log-in.ru/dtSection/news/default.asp?id=442</a></noindex>
Аватар пользователя
Просветленный
17лет

Это неправда.

Хлопок (удар) слышен всегда, когда мимо вас пролетает сверхзвуковой самолёт, неважно, как давно он перешёл звуковой барьер.

Объясняется это тем, что от самолёта расходятся невидимые конические волны, напоминающие волны на воде от проплывающего корабля. Когда такая волна пересекает ухо слушателя, тот слышит сильный удар.

Волны от корабля и самолёта имеют одинаковую физическую суть: это место, где взаимоусиливаются все маленькие волны, которые тело (самолёт или корабль) создавало на разных участках траектории.

Если самолёт летит с дозвуковой скоростью, то он не создаёт конической волны. Он создаёт обычный шум. Как и корабль, если он плывёт медленнее скорости волн, то он порождает просто рябь.

Зато сам самолёт, при разгоне выше скорости звука, испытывает переход. Объясняется это тем, что воздушные потоки перестраиваются. Это и есть звуковой барьер.

То есть. Звуковой барьер -- это для самолёта. Он преодолевается однажды. А взрывоподобный хлопок -- это для посторонних слушателей. Это есть следствие прохода по ушам конической волны. Коническая волна существует всегда.

Вот фотография пули, летящей быстрее звука: http://www.membrana.ru/gallery/highspeed/1016493895

Видны волны, которые почти точно такие же, как от корабля.

Аватар пользователя
Мастер
17лет

Любой предмет при преходе скорости свыше скорости звука издаёт хлопок похожий на выстрел. Хотя при выстреле как-раз и происходит преодоление пулей звукового барьера (превышение скорости звука) а к примеру оружие без шумного боя в них пуля не превышает скорости звука,в противном случае будет слышен хлопок.

Аватар пользователя
Профи
17лет

При движении самолета на дохвуковой скорости образуется воздушный "колпак" перед его носом, при переходе на сверхзвуковую (более 330 м/с) это колпак схлопывается и отсюда такой хлопок

Аватар пользователя
Мыслитель
17лет

преодаление сопративления воздуха