Авиация Акустический удар
22 января 2011
Акустический удар — это звук ассоциируемый с ударными волнами, созданными сверхзвуковым полётом самолёта. Акустический удар создаёт огромное количество звуковой энергии, похожей на взрыв. Звук удара хлыста — наглядный пример акустического удара.
Причины
Когда объект пролетает через воздух, он создает серию P-волн впереди и позади себя, таких же как волны от лодки на воде. Эти волны движутся со скоростью звука, и когда скорость объекта возрастает, волны сталкиваются или сжимаются вместе, сливаясь в одну ударную волну на скорости звука. Эта скорость равна 1 Маху, что примерно соответствует 1225 км/ч на уровне моря при 20 градусах Цельсия. Звуковая волна идёт от носа к хвосту, формирует конус Маха с самолётом на его конце. Половинный угол α представлен в виде
где 
это число Маха. Таким образом, чем быстрее он преодолевает звуковой барьер, тем более заострена форма конуса.
К носу самолёта давление возрастает, уменьшаясь к отрицательным значениям к хвосту и возвращается к нормальному после прохода объекта. Эта схема известна также как N-волна, из-за формы. Хлопок происходит при внезапной смене давления, поэтому N-волна создаёт «двойной хлопок» от сверхзвукового судна. При маневрировании, распределение давления представлено другой формой — U-волной.
Ввиду того, что хлопок генерируется постоянно, пока судно находится в гиперзвуке, самолёт оставляет за собой стреловидный след, так часто наблюдаемый нами в небе. Его ширина зависит от высоты воздушного судна. Расстояние между точкой на земле, где слышен хлопок до самолёта зависит от высоты и угла между ними. Давление акустического удара составляет до 500 Па для N-волны, для U-волны давление возрастает в 3-5 раз. Сильнейший акустический удар, записанный за всю историю равен 7,000 Па. Удар был записан самолётом F-4, летящим на высоте 30 метров. В программе разрушители легенд, был поставлен опыт с F/A-18.
Просмотров: 2382
|
|