Що таке стрибок ущільнення?
Стрибок ущільнення – це громоподібний шум, який заповнює небо, якщо літак долає звуковий бар’єр і летить швидше швидкості звуку. Коли літак розганяється до звукової швидкості (в цьому випадку так зване число Маха приймає значення М = 1), перед ним виникає хвиля повітря підвищеного тиску. (Значення М = 1 досягається при різних швидкостях польоту, тому що швидкість звуку переменна; на рівні моря при температурі 0 ° С звукові хвилі проходять 343 метра в секунду.)
Після того як літак пролетить, повітря знову розширюється. Чим вище швидкість пролітає літака, тим більше енергії вивільниться в цьому розширенні. Коли літак летить на надзвуковій швидкості, тобто з числом Маха, що перевищує М = 1, розширення відбувається так швидко, що молекули повітря, стикаючись з відносно нерухомим навколишнім повітрям, створюють потужні ударні хвилі. Ці ударні хвилі поширюються в просторі у вигляді розширюється конуса. Якщо літак в момент подолання звукового бар’єру летить на невеликій висоті, як це показано на малюнку праворуч, ударні хвилі перетинаються з земною поверхнею. Їх сила настільки висока, що вони можуть пошкоджувати будови, вибиваючи скла і створюючи тріщини в стінах.
Основна відмінність в зміні тиску
Поширюючись у повітрі, нормальні звукові хвилі створюють незначні зміни тиску (опуклості на пунктирною лінії на малюнку внизу). Що стосується надзвукових ударних хвиль, то вони супроводжуються більш сильними змінами тиску, в ряді випадків вдвічі перевищують нормальні.
Трансформуються хвиля
Три графіка показують характер зміни форми звукової хвилі в міру наближення літака до швидкості звуку. На верхньому графіку крива має пологий фронт (з точками А, В, С і D, що характеризують форму кривої), який поступово стає крутіше, поки не перетворюється на показаний на нижньому графіку плоский фронт ударної хвилі.
На передній крайці крила
Ударні хвилі (блакитний клин) формуються уздовж фронтальної поверхні літакового крила (на малюнку сіре). Ззаду утворюються турбулентні вихори. При збільшенні швидкості польоту ударні хвилі поширюються все далі назад, створюючи величезне навантаження на крила.
Related posts:
- Як літає літак? Ще у XVIII столітті швейцарський фізик Даніель Бернуллі відкрив, що швидкість течії газу залежить від ширини потоку. Цей закон пізніше був названий його ім’ям. І саме на ньому грунтується принцип роботи літакового крила. Крило літака зроблено так, що знизу повітря обтікає його швидше, ніж зверху. Ось чому виникає підйомна сила, яка і піднімає літак під […]...
- Що таке звуковий бар’єр? Сьогодні нікого не здивувати надзвуковими літаками, які розвивають швидкість понад 1200 км / год, долаючи при цьому, так званий, “звуковий бар’єр”. Багато, швидше за все, знають, що момент подолання літаком звукового бар’єру (коли швидкість літака стає більше швидкості звуку) супроводжується надзвичайно сильним звуком, схожим на звук вибуху. Слід відразу сказати, що сам термін “звуковий бар’єр” […]...
- Ударна звукова хвиля Термін “звуковий удар” зазвичай відноситься до звуків, виробленим літаком, що летить з надзвуковою швидкістю. Звуковий удар народжується витісненим повітрям, сильно стиснутим на фронті ударної хвилі. Прикладом природного звукового удару може служити звичайний грім, що виникає, коли блискавка іонізує повітря, і той розширюється з надзвуковою швидкістю. Клацання бича – це невелика ударна звукова хвиля, породжувана кінчиком […]...
- Як виміряти звукову хвилю? Довжина хвилі – це відстань між двома найближчими точками хвилі в одній фазі коливань. Довжину хвилі вимірюють від одного максимуму хвилі до іншого. Більшість з нас бачили хвилі на морі. Перш ніж досягти берега, хвилі покривають морську гладь брижами. Самі верхні точки хвиль називаються максимумами, самі нижні – мінімумами. Відстань між одним максимумом і іншим […]...
- Механічні хвилі. Звук Механічні хвилі – це обурення середовища, що поширюються в просторі з плином часу. Хвилі, при поширенні яких частинки середовища зміщуються вздовж напрямку поширення хвилі, називають поздовжніми. Якщо частки середовища зміщуються поперек, то це поперечні хвилі. Частоту V коливань кожної точки середовища називають частотою хвилі. Величину Т, зворотну частоті, називають періодом хвилі. Амплітуду коливань частинок середовища […]...
- Як виникає звук? Звук – вид енергії, яка сприймається слухом. Він викликається коливаннями в твердій, рідкій і газоподібному середовищі, що поширюються у вигляді хвиль. Що таке звук? Ми звикли чути, що звук поширять для тільки в повітрі, але насправді він сприймається і через інше середовище. Наприклад, зануривши голову в ванну, ми все одно будемо чути, що відбувається в […]...
- Фізика звуку Світ рясніє звуками, що варьюється від ледве чутного рокоту до пронизливого вереску. Тихий або гучний, заспокійливий або дратівливий, звук дає людям безцінні відомості про середовище їх проживання. Звук зобов’язаний своєму існуванню хвилям, створюваним ледь помітними коливаннями тіл, таких, як натягнута шкіряна мембрана барабана, вібруюча після удару. Ці хвилі поширюються в повітрі, інших газах, рідинах і […]...
- Що таке ультразвук Ультразвук являє хвилі поздовжнього виду, які мають частоту коливань більше 20 КГц. Це більше частоти коливань, що сприймаються людським слуховим апаратом. Людина ж може сприймати частоти, що знаходяться в межах 16-20 КГц, вони називаються звуковими. Ультразвукові хвилі виглядають як низка згущень і розрядження речовини або середовища. Завдяки їх властивостями вони знаходять широке застосування в багатьох […]...
- Що таке холодний фронт? Холодним фронтом називається переміщуючийся розділ між наступаючим холодним і відтісняємим теплим. Холодне повітря, як більш щільне і важке, при своєму русі вклинюється під тепле, змушуючи його або поступово сходити вздовж фронтальної поверхні, або бурхливо підніматися в передній частині клину холодного повітря, тобто безпосередньо біля лінії фронту. Бурхливий підйом теплого повітря у цьому частини фронту призводить […]...
- Що таке фронт оклюзії? Фронт оклюзії утворюється в результаті змикання холодного і теплого фронтів. У міру зближення головних фронтів знаходиться між ними тепле повітря поступово витісняється догори; хмарні системи двох фронтів, зливаючись, утворюють нову, більш складну і ширшу систему. Зона суцільних опадів зазвичай розташовується по обидва боки від лінії фронту. Часто, однак, бувають і такі фронти оклюзії, які характеризуються […]...
- Що таке обертання і ефект Магнуса? Або чому бейсбольний м’яч може летіти по дузі? Люди іноді говорять, що насправді бейсбольний м’яч по дузі не летить, що це всього лише оптичний обман. Бейсболісти і вчені знають, що це не так. Подаючий вищої ліги може змусити м’яч відхилятися убік, вниз або вгору під час його польоту в “будинок”. Траєкторія подачі визначається тим, яку […]...
- Поздовжні хвилі у фізиці У поздовжньої хвилі частинки середовища здійснюють коливання біля середнього положення вздовж напрямку перенесення енергії. Тому її називають поздовжньої. Типовим прикладом поздовжньої хвилі є звук. У колишні часи люди в робочих селищах вранці піднімалися і йшли на роботу по звуку заводського гудка. Звук добре поширюється в повітрі. Точніше, в процесі еволюції наш слуховий апарат пристосувався добре […]...
- Рекорди швидкості Найшвидший звір – гепард (рис. 9.4, а): він може бігти зі швидкістю до 110 км / год, але недовго – всього 1 хв. Найшвидша птиця – сокіл-сапсан (рис. 9.4, б): він пікірує (летить вниз) зі швидкістю 300 км / год. Людині важко змагатися у швидкості зі звірами і птахами: швидкість спортсменів в бігу на короткі […]...
- Що таке ефект Доплера? Ефект Доплера – це добре знайома зміна звуку, що відбувається при переміщенні джерела звуку щодо слухача. Нерухомому слухачеві здається, що звук стає більш високим у міру наближення його джерела і більш низьким у міру його видалення. Це так званий доплерівський зсув викликається звуковими хвильовими фронтами, які в міру наближення джерела до слухача досягають його з […]...
- Звукові хвилі – реферат Світ навколо нас – це простір звуків. Звук тісно пов’язаний з поняттям звукової хвилі. Саме завдяки звуковій хвилі ми маємо можливість не тільки чути звук, а й поділяти його на якісні характеристики. Звукова хвиля являє собою механічні коливання молекул пружного середовища. Пояснення: в результаті обурення, відбуваються коливання повітря в джерелі звуку, фіксується перепад тиску, так […]...
- Рух тіл у рідинах і газах Ідеальна рідина є фізичною моделлю, що дозволяє зрозуміти суть явища в деякому наближенні. Всім реальним рідинам властива в’язкість або внутрішнє тертя, що призводить до появи у них принципово нових властивостей. Зокрема, виникло в рідині рух після припинення дії причин, його викликали, поступово сповільнюється. Отже, рідина при своєму русі в трубі відчуває опір. Такого роду опір […]...
- Що таке вакуум? Чи не зацікавило вас, що таке вакуум? Ми вам це пояснимо! Вакуум являє собою простір, яке нічого в собі не містить, іншими словами порожнеча, навіть сама назва цього явища походить від латинської мови “вакуус” або по-російськи “порожній”. Але яка б там порожнеча не існувало абсолютного вакууму немає. І якщо, наприклад, взяти герметичний посудину і спробувати […]...
- Що таке прибій? Швидкість руху звичних хвиль (хвиль тяжкості) на море залежить від його глибини. На мілководді вона менше, ніж в центрі водойми. Підходячи до берега, хвиля сповільнюється. Однак у біжать за нею хвиль швидкість вище, і вони наганяють йшли попереду, як би піднімаючись на них. Хвиля перегинається, верхня її частина обрушується вперед, на берег, – це і […]...
- Надзвукове клацання батогом Цілий ряд наукових статей з фізики був присвячений звуковим ударам, що відбувається при клацання батогом. Ці роботи супроводжувалися численними і вельми гострими суперечками про точний механізм явища. Вже на початку XX ст. фізики знали, що якщо швидко і правильно рухати пужално, то кінчик бича може перевищити швидкість звуку. У 1927 р фізик зефір Каррьєра, використовуючи […]...
- Механічні хвилі в пружному середовищі Механічні хвилі – це хвилі, які розповсюджуються в пружної середовищі обурення, т. є. відбувається відхилення частинок середовища від положення рівноваги. Пружне середовище – це таке середовище, де її деформація пропорційна доданої силі. Швидкість хвилі – це швидкість, з якою поширюється обурення в пружної середовищі. Довжина хвилі – це відрізок траєкторії, на якій поширюється хвиля за […]...
- LTE – що це таке? LTE це стандарт бездротового зв’язку четвертого покоління (4G). Абревіатура LTE розшифровується як Long-Term Evolution, тобто “довгостроковий розвиток” стільникових мереж третього покоління, заснованих на технологіях CDMA та UMTS. Стандарт LTE був вперше запущений в 2009 році в Осло та Стокгольмі, а сьогодні вже поширений по всьому світу, включаючи Росію. Всі три оператора “Великої трійки” вже розгорнули […]...
- Що таке лінія атмосферного фронту? Атмосферний фронт види які бувають. Де проходить лінія атмосферного фронту. Коли потужні течії холодних і теплих повітряних потоків близько наближаються один до одного, то між ними можна подумки провести лінію кордону. У метеорологів така межа називається лінія фронту. Уздовж фронтовий лінії спостерігається різкий контраст температур і відбуваються несподівані зміни погоди. Коли тепле і холодне повітряні […]...
- Який авіалайнер Airbus A380 і Boeing 747-8i краще вибрати для перельоту? В останні роки Airbus займає високі позиції в світі, а саме у сфері авіабудування і його останньою новинкою став гігант – A380, це без перебільшення слова – “кит літак”, який є найбільшим пасажирським літаком у світі. Торік Boeing представила 747-8 International, це оновлена версія класу 747 він називається “Король неба”. Але що ж краще Airbus […]...
- Дослід Герца Чим швидше буде відбуватися переміщення заряду, тим виразніше будуть електромагнітні хвилі. Тобто, чим більше частота, тим більша інтенсивність електромагнітних хвиль. На частоту коливального контуру впливає індуктивність і ємність складових елементів ланцюга. Визначити її можна за такою формулою: Електромагнітні хвилі є поперечними. Це означає, що коливання магнітного і електричного поля відбуваються в площинах, які є паралельними […]...
- Звук (звукові хвилі). Приймачі звуку Приймачі звуку служать для сприйняття звукової енергії і перетворення її в інші види енергії. До приймачів звуку відносяться, зокрема, слуховий апарат людини і тварин. У техніці для прийому звуку застосовують головним чином мікрофони (в повітрі), гідрофони (у воді) і геофони (в земній корі). У газах і рідинах звукові хвилі поширюються у вигляді поздовжніх хвиль стиснення […]...
- Що таке вітер? Вітер настільки звичайне для нас явище природи, що ми рідко замислюємося, що це таке і звідки береться вітер. Поява вітру пов’язано зі змінами температури повітря. Коли повітря нагрівається, він легшає і піднімається вгору, а на його місце спрямовується потік більш холодного повітря. Так і виникає вітер. Значить, вітер – це переміщення потоків повітряних мас над […]...
- Випромінювання Черенкова Черенковське випромінювання виникає, коли заряджена частинка (наприклад, електрон) пролітає крізь прозору середу (наприклад, скло або воду) зі швидкістю, що перевищує швидкість світла в цьому середовищі. Один з найбільш звичайних прикладів такого випромінювання дають ядерні реактори, які часто занурені в басейн з охолоджувальною рідиною. Активна зона реактора оточена моторошнуватим синім світінням, викликаним черенковське випромінюванням народжених в […]...
- Що таке світло? На це питання дуже важко відповісти коротко. Перше, на що ми повинні звернути увагу, пов’язано з тим, що світло, на відміну від звуку, може поширюватися навіть у вакуумі. Значить, світло – потік дрібних заряджених частинок. Але разом з тим при проходженні світла через маленький отвір або вузьку щілину виникає химерна картинка. Вона не залишає жодних […]...
- Що таке літак-невидимка або технологія stealth? Творці ударної авіації давно хотіли створити літак, невидимий для радара противника. У 1980-і роки був розроблений американський бомбардувальник “Б-2 Стелз” (B-2 Spirit Stealth), що володіє здатністю більше поглинати, ніж відбивати випромінювання радара. У конструкції літака використані особливі неметалеві матеріали, які погано відображають радіохвилі, що посилаються локатором. Крім того, обриси СТЕЛЗ мають низький профіль і мало […]...
- Електромагнітні хвилі: визначення Електромагнітні хвилі, точне довжина та частота хвилі – ключові параметри характеризують електромагнітне поле. Для наочності подумки уявімо електромагнітні хвилі у вигляді черговості систематично повторюваних хвиль величезній швидкості, яка дорівнює швидкості світла. Частота – це показник, який представляє число коливань або циклів у секунду, а “довжина хвилі” застосовується для опису відстані між наступними одна за одною […]...
- Магнітофон – що це таке? Привіт, школота! Магнітофон (наголос на другу “о”) це модний девайс другої половини XX століття, без якого не мислив собі існування жоден крутий пацан епохи пізнього СРСР. В основі кожного магнітофона лежить принцип зчитування звуку з магнітної стрічки і запису звуку на цю ж саму магнітну стрічку із зовнішнього джерела. Спочатку магнітофони були стаціонарними, котушковими, в […]...
- Параболічна і гіперболічна швидкості У випадку, коли швидкість супутника більше кругової, супутник буде рухатися по еліпсу, в одному з фокусів якого знаходиться центр планети (рис. 48). Чим більше швидкість супутника, тим більшим буде відстань від нього до планети. Однак якщо швидкість супутника досягне певного значення, званого параболічної швидкістю ип, то супутник припинить рух по замкнутій траєкторії: сила тяжіння планети […]...
- Вітри Що таке вітер. Повітря в тропосфері переміщається не тільки вертикально, але й уздовж земної поверхні. Причина такого переміщення – відмінності в атмосферному тиску над різними ділянками поверхні. Вітер – це рух повітря уздовж земної поверхні з області високого тиску в область більш низького тиску. Вітер має дві основні характеристики – напрямок і швидкість. Напрям вітру […]...
- Швидкість у фізиці: одиниці швидкості Як ви думаєте, хто рухається швидше агроном Васєчкін, автомобіль Renault чи літак Боїнг? Хто з них швидше добереться від Києва до Черкас? Відповідь очевидна Renault швидше Васечкіна, але повільніше Боїнга. Тобто ми не тільки знаємо, як рухаються різні об’єкти, але і можемо порівняти їх швидкості. А що таке швидкість у фізиці? Як знайти швидкість тіла, […]...
- Швидкість і напрям вітру Вітер – потік повітря. Вітри над великими площами утворюють великі повітряні течії – мусони, пасати, з яких складається загальна та місцева циркуляція атмосфери. Вітер виникає в результаті нерівномірного розподілу атмосферного тиску і спрямований від зони високого тиску до зони низького тиску. Внаслідок безперервної зміни тиску в часі і просторі швидкість і напрямок вітру постійно змінюються. […]...
- Що таке вологість повітря Вологість повітря – це величина, що характеризує вміст водяної пари в різних частинах атмосфери Землі. Вологість повітря – вміст водяної пари в повітрі; одна з найбільш істотних характеристик погоди і клімату. Вологість повітря в земній атмосфері коливається в широких межах. Так, у земної поверхні вміст водяної пари в повітрі складає в середньому від 0,2% за […]...
- Ефект Доплера (формула) Явище зміни частоти і довжини хвиль, що сприймається приймачем при зміні положення щодо нього джерела коливань, називають ефектом Доплера, на честь відкрив його в 1842 році фізика Крістіана Доплера. Частота і довжина коливань можуть змінюватися не тільки під час руху джерела відносно приймача, але і навпаки. У вигляді формули ефект Доплера можна виразити наступним чином: […]...
- Переміщення при прямолінійному рівноприскореному русі Спробуємо вивести формулу для знаходження проекції вектора переміщення тіла, яке рухається прямолінійно і рівноприскорено, за будь-який проміжок часу. Для цього звернемося до графіку залежності проекції швидкості прямолінійного рівноприскореного руху від часу. Графік залежності проекції швидкості прямолінійного рівноприскореного руху від часу Нижче на малюнку представлений графік, для проекції швидкості деякого тіла, яке рухається з початковою швидкість […]...
- Звук. Поріг чутливості Людський орган слуху вловлює відхилення від тиску повітря, який створюється звуковою хвилею від атмосферного тиску. Відомо, що позначені верхній і нижній поріг чутливості; нижній поріг бере свій початок від 2х10-5 Па при частоті 1000 Гц, а верхній поріг – 20 Па при однаковій частоті. Звуковий тиск Р вимірюється в Н / м2 (Па). Частота коливань […]...
- Інфразвук та його джерела Інфразвук – пружні коливання і хвилі з частотами, що лежать нижче області чутних людиною частот. Зазвичай за верхню межу інфразвукового діапазону приймають 16-20 Гц. Таке визначення умовно, оскільки при достатній інтенсивності слухове сприйняття виникає і на частотах в одиниці Гц, хоча при цьому зникає тональний характер відчуття і робляться помітними лише окремі цикли коливань. Нижня […]...