Эффект Прандтля

 

 

До перехода звукового барьера.

Линиями показана граница нормальной плотности воздуха  и  разреженного, вызванной носовой частью.

 

Самолет тащит с собой область низкого давления,  если в воздухе есть влага, то она, попадая  из области повышенной плотности, в область низкого давления начинает конденсироваться, тем самым увеличивается плотность, а вид сзади убеждает в том, что пар никуда не рассеивается, а накапливается.

Лучшие фотографии преодоления "звукового барьера" самолётами

 

Вид с хвостовой части на зону низкого давления.  Хвостовое оперение в ней не находится.

 

Таким образом, формируется облако, которое самолет тащит за собой.

Разница в давлениях,  тем не менее,  достаточно большая.

 

 

Момент прохождения звукового барьера, отчетливо виден срыв и фактически моментальное разрушение зоны низкого давления, по сути своей это взрыв.  Срыв зоны однократен при его прохождении, что и вызывает резкий хлопок с  быстрым исчезновением пара.

 

 

Никакой ударной волны после перехода звукового барьера нет и быть не может.

Она не наблюдается в обратном опыте с использованием сверхзвукового течения в аэродинамических трубах.

 Не наблюдается и при наблюдении с земли,  несколько наблюдателей спокойно определяют по азимуту место хлопка, и не наблюдается постоянного грохота свойственного якобы перемещающейся ударной волне.  Слышен только звук двигателя и никакого удара нет.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Звуковой_барьер#Ударная_волна,_вызванная_летательным_аппаратом

Порок Гюйгенсовой ударной волны в том, что порочна сама идея с волнами, примененная поначалу в оптике при попытке объяснения с их помощью явления дифракции и интерференции. Все решается стандартным геометрическим способом на базе преломления света, как в линзах, так и с отверстиями, и малыми экранами.

http://fatyf.aiq.ru/wave-light.htm

 

Аналог спутная волна, идущая перпендикулярно курсу корабля позади кормы и от наиболее широкой части,

 

скорость бега которой равна скорости хода корабля, и до­бавочная мощность, развиваемая машиной корабля, затрачивается не на увеличе­ние скорости хода, а на поддержание этой волны. Есть некоторая критическая скорость, при которой такая волна практически исчезает.  Если резко снизить скорость, спутная волна догоняет и перегоняет корпус корабля, сообщая ему поступательное движение, вместо полной остановки.

Понятие спутной боковой волны к данной волне не относится. 

Проблематика боковой спутной волны на мелководье это целый раздел теории движения корабля. На мелководье она гораздо более мощная,  и как обычная волна  у берега взаимодействует с твердой поверхностью, а на большой глубине этого нет.

И все это на границе: вода – воздух. А в сплошном объеме либо воды, либо воздуха волна имеет и объемный вид, чередование областей высокого и низкого давления в сторону уменьшения..

 

Так и в воздухе, большая часть мощности двигателя тратится не на то, чтоб увеличивать скорость, а на то,  чтоб тащить за собой зону низкого давления, исчезновение-срыв которой происходит при преодолении звукового барьера, для чего применяется форсаж двигателей.

 

Течение Прандтля Майера

 

Разновидность спутной волны, с расположением  поверхностей под углом.

https://ru.wikipedia.org/wikiЧисло_Маха

Это  пересечение спутной волны  с набегающим скоростным потоком,   любой выступ создает такое пересечение,  кроме острого угла,  не образующего спутной волны.  Соответственно пересечение затухающего спутного волнения создает и зоны слоистости при пересечении,  зона высокого давления волны выдавливает течение вбок со сложением скоростей под углом и увеличивается в угловом клине скорость.

Именно это и приводит к эффекту  Прандля-Глоерта, с образованием зоны низкого давления не от хвостовых частей, а от выступающих наиболее , то

есть «толстых» поверхностей с тупым углом как на рисунке. Или поверхностей с достаточной степенью кривизны выпуклостей.

При превышении числа маха, происходит срыв зоны по причине:  скорость звука в набегающем потоке становится больше скорости звука в спутной волне, то есть клин с высокой скоростью смещается уже в ее зону и срывает саму волну.

А вот теория на базе термодинамики полный отстой.

Теория боковых волн рассмотрена Жуковским. Теории  спутной волны нет и  вообще мало исследовалась.

 

Фатьянов А.В.  Спб.  Август 2014 - декабрь 2018

 

 

Website Hit Counter
г