звуковой барьер

Michael Koulkow написал(а) к All в Nov 05 00:18:00 по местному времени:

Привет All!

Что такое сабж? На какой скорости он происходит, те его преодоление. И
обязателен ли он - может ли самолет разгоняться до 2-3 скоростей звука и
т.д и сабжа не будет?

Michael

--- Fregate 1.52/W32+

Михаил Жук написал(а) к Michael Koulkow в Nov 05 11:38:00 по местному времени:

From: Михаил Жук <m_zhuk@step.ru>

Michael Koulkow пишет:
MK> Привет All!

Добрый день, тезка !

MK> Что такое сабж?

В гвзе возмущения передаются со скоростью, которую по понятным причинам
называют скоростью звука. Попробуй нарисовать - мысленно или на бумаге -
следующие картинки (кстати, эти картинки есть влюбом толковом учебнике
общей физики).
1. Неподвижная точка излучает звук. Понятно, что возмущения, исходящие
от точки, представлюят собой концентрические окружности (для простоты
ограничимся двумерным рассмотрением).
2. Точка стала двигаться со скоростью, меньшей скорости звука. Соответ-
ственно, окружности перестали быть концентрическими, но возмущения пока
еще обгоняют точку, т.е. две любые окружности, представляющие собой вол-
новые фронты, излученные в разные моменты времени, не пересекаются.
3. Точка движется со скоростью, большей скорости звука. В результате она
"обгоняет" окружности. Если провести две прямые, исходящие из точки и
являющиеся касательными ко всем окружностям, то получим сечение конуса -
это т. наз. конус Маха. Так вот, из-за того, что на этом конусе возму-
щения не успевают за источником, происходит разрыв сплошности газа.
Физики называют его ударной волной, авиационные специалисты - скачком
уплотнения, т.к. в этом месте давление и температура газа меняются скач-
кообразно. Момент, когда происходит образование ударной волны и называ-
ют преодолением звукового барьера. А скорость, при которой происходит
это событие - числом М (числом Маха), равным 1 (единице). Соответствен-
но, превышение этой скорости в N раз соответствует числу М = N.
Почему это назвали барьером ? Потому что характер обтекания тела резко
меняется при наличии ударной волны из-за скачка давления, т-ры. Для
рассмотренной выше точки все довольно просто. Но вот реальные ЛА имеют
довольно сложную форму. Поэтому может получиться так, что центр масс са-
молета движется со скоростью, меньшей скорости звука, а на какой-либо
части поверхности ЛА скорость локального течение превышает число М.
Такой режим называют трансзвуковым, а "букет" "подарков" от него - вол-
новым кризисом. Он может проявляться на скоростях порядка 700 км/ч.

Извиняюсь за некую сумбурность изложения - с карандашом и бумагой было
бы гораздо проще :))

MK> На какой скорости он происходит, те его преодоление.

В воздухе при н.у. - 330-340 м/сек, т.е. что-то 1200 км/ч.

И
MK> обязателен ли он - может ли самолет разгоняться до 2-3 скоростей
звука и
MK> т.д и сабжа не будет?

Нет, не получится.

--
С уважением,
Михаил Жук
Отправлено через сервер Форумы@mail.ru - http://talk.mail.ru
--- ifmail v.2.15dev5.3

Sergey Broudkov написал(а) к Michael Koulkow в Nov 05 17:51:52 по местному времени:

From: "Sergey Broudkov" <broudkov@pointltd.com>

Нello, Michael!
You wrote to All on Thu, 10 Nov 2005 00:18:00 +0300:

MK> Что такое сабж?

Хороший вопрос. Вообще строгого понятия сабжа нет. Есть качественное
изменение аэродинамики, когда скорость воздушного потока (относительно
установленного в нем препятствия) становится больше скорости звука в этом
потоке. То есть это локальное явление в потоке, т.к. скорость звука зависит
от давления и температуры. Скажем, на верхней и нижней поверхностях крыла
давление, скорость потока и температура разные, и свехзвуковые эффекты там
могут проявляться неодновременно. Они могут проявляться и еще более
локально, например, на выступающих элементах крыла. Или на концах лопастей
воздушного винта, при том, что скорость самого самолета относительно
окружающего воздуха еще далека до звуковой.

MK> На какой скорости он происходит, те его преодоление.

По мере увеличения скорости самолета область действия локальных
сверхзвуковых эффектов расширяется. Преодолением звукового барьера можно
считать скорость, когда изменение аэродинамики и картины обтекания начинает
существенно влиять на несущие и управляющие поверхности. Это смещение точки
приложения подъемной силы, изменение ее величины, изменение эффективности
органов управления вплоть до реверсирования. Отдельный вопрос - изменение
картины потока в воздухозаборнике и сопле реактивного двигателя, влияющее на
его мощность. Про нереактивные двигатели (и винтовые движители) - вопрос
совсем отдельный.

MK> И обязателен ли он - может ли самолет разгоняться до 2-3 скоростей
MK> звука и т.д и сабжа не будет?

Это вряд ли. В переходных режимах возможно сосуществование сверх- и
дозвуковых эффектов, но при 2-3М сверхзвуковые эффекты будут преобладающими.
Хотя... что считать скоростью звука. Если это 330 м/с при н.у., то на очень
больших высотах в сильно разреженном воздухе вполне можно достичь скорости
1000 м/с, не переходя звуковой барьер ;) Но это подтасовка, потому что под M
понимается скорость звука именно в данных условиях, иначе можно говорить о
с.з. в воде (1500 м/с) или в стали (5000-5500 м/с) ;)

--
Regards,
Sergey Broudkov
sbpro@geocities.com
ICQ #4841919

--- ifmail v.2.15dev5.3

Alexey Plotnikov написал(а) к Michael Koulkow в Nov 05 00:03:26 по местному времени:

Желаю здравствовать, Michael !

Известно, что Четверг Ноябрь 10 2005 в 00:18, Michael Koulkow писал All:

MK> Что такое сабж?
На больших скоростях меняется динамика обтекания крыла потоком воздуха. Он
как бы "прессуется" перед крылом. Получается что-то вроде ударной волны,
которая "бежит" вслед за самолетом, а когда самолет пролетает над тобой - ты
слышишь хлопок - зто и ксть та самая "ударная волна". В мирное время
преодолевать скорость звука разрешалось на высотах выше 10 км. При выполнении
переворота на МиГ-21 твой покорный слуга "поймал гаву" и разогнал самолет чуть
выше звука в нижней точке на 2000 метрах. Результат - на земле повылетали
стекла в коровнике. За что получил по башке. Пролет над позициями противника на
малой высоте на сверхзвуке дает неплохой эффект по деморализации живой силы
противника (если, конечно не сшибут!).:-)

MK> На какой скорости он происходит, те его преодоление.
При достижении скорости звука:-). Для прощей ориентации в кабине есть
приборчик, который показывает число Маха (число М). Это отношение скорости
самолета к скорости звука на данной высоте. Если число М больше 1 - ты на
сверхзвуке.

MK> И обязателен ли он - может ли самолет разгоняться до 2-3 скоростей
MK> звука и т.д и сабжа не будет?
Будет. На сверхзвуке этот эффект будет всегда. Чем выше скорость (число М),
тем сильнее ударная волна за самолетом.

C уважением, Alexey Plotnikov.
--- E-Mail: carpen73[кабыздох]yandex(narod - выбирать по вкусу).ru

Andrey Tarasevich написал(а) к Michael Koulkow в Nov 05 04:07:26 по местному времени:

From: "Andrey Tarasevich" <atarasevich@telocity.com>

Wed Nov 09 2005 23:18, Michael Koulkow wrote to All:

MK> Что такое сабж?

Скорость, равная скорости звука в том воздухе, в котором в данный момент летит
самолет.

MK> На какой скорости он происходит, те его преодоление.

На скорости звука, разумеется. "Звуковой барьер" - это просто условное
обозначение конкрентной скорости. Возьмем, например, скорость 15 км/ч и
назовем ее "барьером Тарасевича". Вот если ты на велосипеде разогался быстрее
15 км/ч, значит ты преодолел "барьер Тарасевича".

MK> И
MK> обязателен ли он - может ли самолет разгоняться до 2-3 скоростей звука и
MK> т.д и сабжа не будет?

Как это? Если самолет "разогнался до 2-3 скоростей звука", значит он преодолел
звуковой барьер по определению. Т.к. "звуковой барьер" - 1 (одна) скорость
звука.

Форма, в которой ты задаешь вопрос, наводит на мысль, что ты не совсем о том
спрашиваешь. Если под "преодолением звукового барьера" подразумеваешь именно
этот хорошо знакомый всем громкий "бум", то тут надо заметить, что никакого
локального "бума" именно при преодоленнии звукого барьера на происходит и
никогда не происходило. Просто летящий со сверхзвуковой скоростью самолет
создает в воздухе резкий фронт с перепадом давления. Это фронт, воздействуя на
твои уши, и слышится как "бум". Т.е. другими словами, летящий со сверхзвуковой
скоростью самолет постоянно и непрерывно "излучает" этот "бум", а тебе он
слышен только в тот момент, когда фронт пересекает твои уши, и посему
воспринимается как относительно короткий звук.

Best regards, Андрей

--- ifmail v.2.15dev5

Edward Courtenay написал(а) к Alexey Plotnikov в Nov 05 09:40:14 по местному времени:

From: "Edward Courtenay" <dragon@ttn.ru>

Привет!
Fri Nov 11 2005 23:03, Alexey Plotnikov wrote to Michael Koulkow:

AP> Будет. На сверхзвуке этот эффект будет всегда. Чем выше скорость
AP> (число М), тем сильнее ударная волна за самолетом.
Не совсем. При соответствующей конфигурации ЛА можно добиться
интерференционного взаимопогашения фронтов, но, боюсь, этот ЛА будет летать в
основном на тяге двигателей. Вроде бы как сейчас подобные снайперские пули
разрабатываются (чтобы быстро, но не шумно).

С уважением, Эд.

--- ifmail v.2.15dev5

Eugene A. Petroff написал(а) к Edward Courtenay в Nov 05 16:30:08 по местному времени:

From: "Eugene A. Petroff" <peratron@online.ru>


"Edward Courtenay" <dragon@ttn.ru> сообщил/сообщила в новостях
следующее: news:3714290590@p2.f175.n5020.z2.ftn...
> Привет!
> Fri Nov 11 2005 23:03, Alexey Plotnikov wrote to Michael Koulkow:
>
> AP> Будет. На сверхзвуке этот эффект будет всегда. Чем выше
скорость
> AP> (число М), тем сильнее ударная волна за самолетом.
> Не совсем. При соответствующей конфигурации ЛА можно добиться
> интерференционного взаимопогашения фронтов, но, боюсь, этот ЛА будет
летать в
> основном на тяге двигателей. Вроде бы как сейчас подобные снайперские
пули
> разрабатываются (чтобы быстро, но не шумно).

Аэродинамика любого современного сверхзвукового самолета основана на
интерференционном гашении фронтов - этот принцип был введен в обиход
разработки самолетов еще в 50-е годы и носит название "правило
площадей".

Полного гашения добиться невозможно - можно только свести сопротивление
тела сложной конфигурации к сопротивлению тела оптимальной формы того же
миделя. Пули давно - еще с конца 19 века - имеют форму, близкую к
оптимальной.
Бесшумность в современных разработках достигается снижением скорости
полета пули НИЖЕ звуковой при сохранении достаточной убойной силы. Такая
разработка сделана в Туле и принята на вооружение...

Чао!

--- ifmail v.2.15dev5.3

Edward Courtenay написал(а) к Eugene A. Petroff в Nov 05 21:40:28 по местному времени:

From: "Edward Courtenay" <dragon@ttn.ru>

Привет!
Sat Nov 12 2005 15:30, Eugene A. Petroff wrote to Edward Courtenay:
EAP> Бесшумность в современных разработках достигается снижением скорости
EAP> полета пули НИЖЕ звуковой при сохранении достаточной убойной силы. Такая
EAP> разработка сделана в Туле и принята на вооружение...
Это давняя и не только наша разработка -- дозвуковые пули и патроны с отсечой
(БАМ-переросток). Но появлялись сообщения и о сверхзвуковых "самогасящих"
пулях. Для стрельбы по относительно подвижным целям.

С уважением, Эд.

--- ifmail v.2.15dev5

Alexey Plotnikov написал(а) к Sergey Broudkov в Nov 05 21:15:00 по местному времени:

Желаю здравствовать, Sergey !

Известно, что Пятница Ноябрь 11 2005 в 17:51, Sergey Broudkov писал Michael
Koulkow:

<...SKIP...>
SB> Это вряд ли. В переходных режимах возможно сосуществование сверх- и
SB> дозвуковых эффектов, но при 2-3М сверхзвуковые эффекты будут
SB> преобладающими. Хотя... что считать скоростью звука. Если это 330 м/с
SB> при н.у., то на очень больших высотах в сильно разреженном воздухе
SB> вполне можно достичь скорости 1000 м/с, не переходя звуковой барьер ;)
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^?
А вот тут я, батенька, с вами совегшенно не согласен!(С)Ульянов-Ленин. При
снижении плотности вещества скорость звука в нем УМЕНЬШАЕТСЯ! Что
подтверждается простой практикой - у земли число М меньше, чем на высоте (при
одинаковой ИСТИННОЙ скорости! Про приборную вааще малчу!) Да и вакууме (т.е.
плотность равна нулю!) скорость звука ничуть не выше того самого нуля.:-)
Отсюда и выплывает ДИНАМИЧЕСКИЙ ПОТОЛОК пепелаца: когда приборная скорость
(эквивалент скоростного напора) равна скорости сваливания, а истинная (обратная
величина числа М) уже на грани предела. У разных пепелацев по разному: от 0.7М
до 3.15М. Но высота при этом нескольео разная (от 8000м до 28000м). Суйба
аннака...:-).

SB> Но это подтасовка, потому что под M понимается скорость звука именно
SB> в данных условиях, иначе можно говорить о с.з. в воде (1500 м/с) или
SB> в стали (5000-5500 м/с) ;)
Что подтверждается твоими-же рассуждениями... (см. выше)

C уважением, Alexey Plotnikov.
--- E-Mail: carpen73[кабыздох]yandex(narod - выбирать по вкусу).ru

Sergey Broudkov написал(а) к Alexey Plotnikov в Nov 05 01:01:58 по местному времени:

From: "Sergey Broudkov" <broudkov@pointltd.com>

Нello, Alexey!
You wrote to Sergey Broudkov on Sat, 12 Nov 2005 21:15:01 +0300:

SB>> на очень больших высотах в сильно разреженном воздухе вполне можно
SB>> достичь скорости 1000 м/с, не переходя звуковой барьер ;)
AP> ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^?
AP> А вот тут я, батенька, с вами совегшенно не
AP> согласен!(С)Ульянов-Ленин. При снижении плотности вещества скорость
AP> звука в нем УМЕНЬШАЕТСЯ!

AP> Что подтверждается твоими-же рассуждениями... (см. выше)

Упс! Сорри, облажался... :(

--
Regards,
Sergey Broudkov
sbpro@geocities.com
ICQ #4841919

--- ifmail v.2.15dev5.3