Учёные объяснили, что такое сверхзвук и как самолёты преодолевают звуковой барьер

Сверхзвуковая скорость — это движение объектов быстрее, чем скорость звука в окружающей среде. Звуковые волны передаются посредством колебаний давления в воздухе, воде или твердых телах.



Если летательный аппарат набирает скорость, превосходящую звуковую, он настигает создаваемые им же звуковые волны, что оказывает влияние на аэродинамические характеристики полета. Такой переход приводит к значительным изменениям в обтекании объекта воздушным потоком. В авиации используют число Маха: М <1 — дозвуковая скорость, М = 1 — скорость звука, М> 1 — сверхзвуковая. Обычно к сверхзвуку относят 1,2–5 Маха, выше 5 Махов — гиперзвуковые скорости.

Звуковой барьер — это резкий рост сопротивления воздуха и появление ударных волн при приближении к скорости звука. Перед носом и крыльями самолёта образуются зоны сжатого воздуха, что требовало изменений конструкции: скошенные крылья, поворотные стабилизаторы, суженный фюзеляж.

Военные самолёты используют сверхзвуковую скорость для перехвата, доставки боеприпасов и разведки. Гражданскими сверхзвуковыми лайнерами были Ту-144 и Concorde. На сверхзвуке формируется конус ударной волны, создающий звуковой удар, слышимый на земле, а пилот внутри кабины почти не ощущает шум. Скорость звука зависит от температуры: у земли около 1235 км/ч, на высоте 11 км — 1062 км/ч. Современные проекты, например NASA X-59 и Boom Supersonic, разрабатывают «тихий сверхзвук», чтобы безопасно летать над сушей.

Читайте также: