Який літак має дуже сильний звук. NASA показало надзвуковий проліт літака на тлі Сонця. Турбулентність – це нормально

Дивовижне видовище – конус пари, що з'являється довкола літака, що летить на навколозвуковій швидкості. Цей дивовижний ефект, відомий як ефект Прандтля - Глоерта, змушує очі широко розкритися, а щелепа відвиснути. Але в чому його суть?

(Всього 12 фото)

1. Попри загальну думку, цей ефект виникає не тоді, коли літак долає звуковий бар'єр. Ефект Прандтля - Глоерта також часто асоціюють з надзвуковою бавовною, що теж не так. Двигуни літаків з надвисоким обходом можуть створювати цей ефект на швидкості зльоту, тому що вхідний пристрій двигуна має низький тиск, а лопатки вентилятора власними силами працюють на навколозвуковій швидкості.

2. Причина його виникнення полягає в тому, що літак, що летить на високій швидкості, створює область підвищеного тиску повітря попереду себе і область зниженого тиску позаду. Після прольоту літака знижений тиск починає заповнюватися навколишнім повітрям. При цьому через досить високу інерцію повітряних масспочатку вся область низького тиску заповнюється повітрям із прилеглих областей, що прилягають до області низького тиску.

3. Подайте об'єкт, що рухається на навколозвуковій швидкості. Навколозвукова швидкість відрізняється від швидкості звуку. Звуковий бар'єр долається на швидкості 1235 км/годину. Навколозвукова швидкість нижче, вище або близько швидкості звуку і може змінюватись від 965 до 1448 км/год. Тому цей ефект може з'явитись, коли літак рухається зі швидкістю, меншою швидкістю звуку або рівною їй.

4. І все ж таки річ у звуку – саме від нього залежить «видимість» цього парового конуса за літаком. Форма конуса утворюється силою звуку (у разі літаків), що рухається швидше, ніж звукові хвилі, які вона виробляє. Ефект Прандтля – Глоєрта виникає внаслідок хвильової природи звуків.

5. Знову ж таки, подумайте про літак, як про джерело, а про звук – як про гребень хвилі. Ці гребені звукових хвиль являють собою серію або оболонку кіл, що накладаються один на одного. Коли хвилі накладаються одна на одну, створюється форма конуса, та її кінчик – джерело звуку. Поки що невидимого.

6. Щоб ефект став видимим для людського ока, потрібна ще одна річ – вологість. Коли вологість досить висока, повітря навколо конуса конденсує та утворює хмару, яку ми бачимо. Як тільки тиск повітря повертається до нормального стану, хмара зникає. Ефект майже завжди виникає у літаків, що летять над океаном – комбінація води і спеки дає потрібний рівень вологості.

7. Тут можна зруйнувати ще один. Деякі вважають, що ефект Прандтля – Глоєрта виникає внаслідок згоряння палива.

8. Напевно, вас можна зрозуміти, якщо ви вважаєте, що цей ефект - інверсійний слід, тобто неприродна хмара, що з'являється з водяної пари, що конденсується, який виробляється вихлопами двигуна. Однак це не одне й те саме. Водяна пара вже є там - вона вже в повітрі, ще до того, як через неї пройде літак.

9. Варто також згадати тиск повітря. Коли літак рухається на навколозвуковій швидкості, тиск повітря навколо називається N-хвильою, тому що коли тиск залежить від часу, результат схожий на букву N.

10. Якби ми могли сповільнити вибухову хвилю, що проходить через нас, ми побачили б провідний компонент стиснення. Це початок N. Горизонтальна паличка виникає, коли тиск опускається, а коли нормальний тиск атмосфери повертається до фінальної точки, створюється буква N.

11. Ефект названий на честь двох видатних вчених, які відкрили це явище. Людвіг Прандтль (1875 – 1953) був німецьким ученим, який вивчав розвиток систематичного математичного аналізу в аеродинаміці. Герман Глоерт (1892 - 1934) був британським вченим-аеродинаміком.

12. Хочете вірте, хочете ні, але ви можете створити цей ефект. Вам потрібно лише дві речі: батіг і день з високою вологістю повітря. Якщо ви зможете хвацько хльоснути батогом, як Індіана Джонс, ви побачите подібний ефект. Хоча вдома це пробувати не варто.

Пройшов звуковий бар'єр:-)...

Перш ніж пуститися у розмови на тему, внесемо деяку ясність у питання точності понять (те, що мені подобається:-)). Зараз у досить широкому вживанні є два терміни: звуковий бар'єрі надзвуковий бар'єр. Звучать вони схоже, але все ж таки неоднаково. Проте, особливої ​​строгості розводити сенсу немає: по суті це одне й те саме. Визначенням звуковий бар'єр користуються найчастіше люди обізнаніші і ближчі до авіації. А другим визначенням зазвичай решта.

Я думаю, що з точки зору фізики (і російської:-)) більш правильно говорити все ж таки звуковий бар'єр. Тут найпростіша логіка. Адже існує поняття «швидкість звуку», а фіксованого поняття «швидкість надзвуку», строго кажучи, немає. Ледве забігаючи вперед скажу, що коли літальний апарат летить на надзвуку, то він уже цей бар'єр пройшов, а коли його проходить (долає), то він при цьому проходить якесь граничне значення швидкості, що дорівнює швидкості звуку (а не надзвуку).

От якось так:-). У цьому перше поняття використовується значно рідше, ніж друге. Це, певне, тому, що слово надзвуковий звучить екзотичніше і привабливіше. А в надзвуковому польоті екзотика, безумовно, присутня і, природно, приваблює багатьох. Однак далеко не всі люди, які смакують слова « надзвуковий бар'єр» розуміють насправді, що таке. Неодноразово вже в цьому переконувався, заглядаючи на форуми, читаючи статті навіть дивлячись телевізор.

Питання це насправді з погляду фізики досить складне. Але ми у складності, звісно, ​​не полезем. Просто постараємося, як завжди, прояснити ситуацію, використовуючи принцип «пояснення аеродинаміки на пальцях»:-).

Отже, до бар'єру (звуковому:-))!… Літак у польоті, впливаючи на таке пружне середовище, як повітря, стає потужним джерелом звукових хвиль. Що таке звукові хвилі у повітрі знають, я думаю, все:-).

Звукові хвилі (камертон).

Це чергування областей стиснення і розрідження, що розповсюджуються в різні боки джерела звуку. Приблизно як кола на воді, які теж хвилями і є (тільки не звуковими:-)). Саме такі області, впливаючи на барабанну перетинку вуха, дозволяють чути всі звуки цього світу, від людського шепоту до гуркоту реактивних двигунів.

Приклад звукових хвиль.

Точками поширення звукових хвиль можуть бути різні вузли літака. Наприклад, двигун (його звук відомий будь-якому:-)), або деталі корпусу (наприклад, носова частина), які, ущільнюючи перед собою повітря під час руху, створюють певного виду хвилі тиску (стиснення), що біжать вперед.

Всі ці звукові хвилі розповсюджуються в повітряному середовищі з уже відомою швидкістю звуку. Тобто якщо літак дозвуковий, та ще й летить на малій швидкості, то вони від нього ніби тікають. У результаті, коли наближається такий літак, ми чуємо спочатку його звук, а потім уже пролітає він сам.

Обмовлюся, щоправда, що це справедливо, якщо літак летить не дуже високо. Адже швидкість звуку – це швидкість світла:-). Величина її не така велика і звуковим хвилям потрібен час, щоб дійти слухача. Тому черговість появи звуку для слухача та літака, якщо той летить на великій висоті, може змінитися.

А якщо звук не такий вже й швидкий, то зі збільшенням своєї швидкості літак починає наздоганяти хвилі, що їм випускаються. Тобто, якби він був нерухомий, то хвилі розходилися б від нього у вигляді концентричних кіляк кола на воді від кинутого каменю. Оскільки літак рухається, то секторі цих кіл, відповідному напрямку польоту, межі хвиль (їх фронти ) починають зближуватися.

Дозвуковий рух тіла.

Відповідно, проміжок між літаком (його носовою частиною) і фронтом найпершої (головної) хвилі (тобто це та область, де відбувається поступове, певною мірою, гальмування) набігає потокупри зустрічі з носовою частиною літака (крила, хвостового оперення) і, як наслідок, збільшення тиску та температури) починає скорочуватися і швидше, що більше швидкість польоту.

Настає такий момент, коли цей проміжок практично зникає (або стає мінімальним), перетворюючись на особливу область, яку називають стрибком ущільнення. Це відбувається тоді, коли швидкість польоту досягає швидкості звуку, тобто літак рухається з тією ж швидкістю, що і хвилі, що їм випускаються. Число Маха при цьому дорівнює одиниці (М = 1).

Звуковий рух тіла (М = 1).

Стрибок ущільнення, являє собою дуже вузьку область середовища (порядку 10 -4 мм), при проходженні через яку відбувається вже не поступове, а різка (стрибкоподібна) зміна параметрів цього середовища - швидкості, тиску, температури, щільності. У нашому випадку швидкість падає, тиск, температура та щільність зростають. Звідси така назва – стрибок ущільнення.

Дещо спрощено про все це я би ще сказав так. Надзвуковий потік різко загальмувати неможливо, але йому це робити доводиться, адже вже немає можливості поступового гальмування до швидкості потоку перед носом літака, як на помірних дозвукових швидкостях. Він ніби натикається на ділянку дозвуку перед носом літака (або шкарпеткою крила) і зминається у вузький стрибок, передаючи йому велику енергію руху, яку має.

Можна, до речі, сказати і навпаки, що літак передає частину своєї енергії на утворення стрибків ущільнення, щоб загальмувати надзвуковий потік.

Надзвуковий рух тіла.

Є для стрибка ущільнення та інша назва. Переміщаючись разом з літаком у просторі, він є по суті фронт різкої зміни вищезазначених параметрів середовища (тобто повітряного потоку). А це є суть ударна хвиля.

Стрибок ущільненняі ударна хвиля, втім, рівноправні визначення, але в аеродинаміці найбільш застосовне перше.

Ударна хвиля (або стрибок ущільнення) може бути практично перпендикулярними до напрямку польоту, у разі вони приймають у просторі приблизно форму кола і називаються прямими . Це буває на режимах, близьких до М=1 .

Режими руху тіла. ! - дозвук, 2 - М = 1, надзвук, 4 - ударна хвиля (стрибок ущільнення).

При числах М > 1 вони вже розташовуються під кутом напряму польоту. Тобто, літак уже переганяє власний звук. У цьому випадку вони називаються косими і в просторі набувають форми конуса, який, до речі, зветься конусом Маха, на ім'я вченого, який займався дослідженнями надзвукових течій (згадував про нього в одній з ).

Конус Маха.

Форма цього конуса (його так би мовити «стрункість») якраз і залежить від числа М і пов'язана з ним співвідношенням: М = 1/sin α, де α - це кут між віссю конуса і його утворює. А конічна поверхня стосується фронтів усіх звукових хвиль, джерелом яких став літак, і які він «випередив», вийшовши на надзвукову швидкість.

Крім того стрибки ущільненняможуть бути також приєднаними, коли вони примикають до поверхні тіла, що рухається з надзвуковою швидкістюабо ж відійшли, якщо вони з тілом не стикаються.

Види стрибків ущільнення при надзвуковому обтіканні тіл різної форми.

Зазвичай стрибки стають приєднаними, якщо надзвуковий потік обтікає будь-які гострі поверхні. Для літака це, наприклад, може бути загострена носова частина, ПВД, гострий край повітрозабірника. При цьому кажуть «стрибок сідає», наприклад, на ніс.

А стрибок, що відійшов, може вийти при обтіканні закруглених поверхонь, наприклад, передньої закругленої кромки товстого аеродинамічного профілю крила.

Різні вузли корпусу літального апарату створюють у польоті досить складну систему стрибків ущільнення. Проте, найінтенсивніші з них – два. Один головний на носовій частині та другий – хвостовий на елементах хвостового оперення. На деякій відстані від літального апарату проміжні стрибки або наздоганяють головний і зливаються з ним, або їх наздоганяє хвостовий.

Стрибки ущільнення на моделі літака під час продування в аеродинамічній трубі (М=2).

У результаті залишаються два стрибки, які, втім, сприймаються земним спостерігачем як один із-за невеликих розмірів літака в порівнянні з висотою польоту і, відповідно, невеликим проміжком часу між ними.

Інтенсивність (тобто енергетика) ударної хвилі (стрибка ущільнення) залежить від різних властивостей (швидкості руху літального апарату, його конструктивних особливостей, умов середовища та ін) і визначається перепадом тиску на її фронті.

У міру віддалення від вершини конуса Маха, тобто від літака, як джерела обурень, ударна хвиля слабшає, поступово переходить у звичайну звукову хвилю і зрештою зовсім зникає.

А від того, якою мірою інтенсивністю володітиме стрибок ущільнення(або ударна хвиля), що досяг землі залежить ефект, який він може там зробити. Адже не секрет, що всім відомий «Конкорд» літав надзвуком лише над Атлантикою, а військові надзвукові літакивиходять на надзвук на великих висотах чи районах, де відсутні населені пункти(принаймні начебто як це повинні робити:-)).

Ці обмеження дуже виправдані. Для мене, наприклад, саме визначення ударна хвиля асоціюється із вибухом. І справи, які досить інтенсивний стрибок ущільнення може наробити, можуть йому відповідати. Принаймні шибки з вікон можуть вилетіти запросто. Свідоцтв цього існує достатньо (особливо в історії радянської авіації, коли вона була досить численною та польоти були інтенсивними). Але ж можна наробити справ і гірше. Варто тільки полетіти нижче:-)…

Однак здебільшого те, що залишається від стрибків ущільнення при досягненні ними землі вже безпечно. Просто сторонній спостерігач землі може у своїй почути звук, схожий із гуркотом чи вибухом. Саме з цим фактом пов'язані одна розхожа і досить стійка помилка.

Люди, не надто досвідчені в авіаційній науці, почувши такий звук, кажуть, що це літак подолав звуковий бар'єр (надзвуковий бар'єр). Насправді, це не так. Це твердження немає нічого спільного з дійсністю принаймні з двох причин.

Ударна хвиля (стрибок ущільнення).

По-перше, якщо людина, яка перебуває на землі, чує високо в небі гулкий гуркіт, то це означає, лише (повторююсь:-)) що його вух досяг фронт ударної хвилі(або стрибок ущільнення) від літака, що летить десь. Цей літак уже летить на надзвуковій швидкості, а не щойно перейшов на неї.

І якщо ця ж людина змогла б раптом опинитися за кілька кілометрів попереду за прямуванням літака, то він знову б почув той самий звук від того ж літака, бо потрапив би під дію тієї ж ударної хвилі, що рухається разом із літаком.

Вона переміщається з надзвуковою швидкістю, і тому наближається безшумно. А вже після того, як вона надасть свій не завжди приємний вплив на барабанні перетинки (добре, коли тільки на них:-)) і пройде далі, стає чутний гул працюючих двигунів.

Приблизна схема польоту літака при різних значеннях числа М на прикладі винищувача Saab 35 "Draken". Мова, на жаль, німецька, але схема взагалі зрозуміла.

Більше того сам перехід на надзвук не супроводжується жодними одноразовими «бумами», хлопками, вибухами тощо. На сучасному надзвуковому літаку льотчик про такий перехід найчастіше дізнається лише за показанням приладів. При цьому відбувається, однак, якийсь процес, але при дотриманні певних правил пілотування йому практично не помітний.

Але це ще не все:-). Скажу більше. у вигляді саме якоїсь відчутної, важкої перешкоди, що важко перетинається, в який літак упирається і який потрібно «проколювати» (чув я і такі судження:-)) не існує.

Власне кажучи, взагалі ніякого бар'єру немає. Колись на зорі освоєння великих швидкостей в авіації це поняття сформувалося швидше як психологічне переконання про труднощі переходу на надзвукову швидкість та політ на ній. З'явилися навіть висловлювання про те, що це взагалі неможливо, тим більше, що передумови такого роду переконань і висловлювань були цілком конкретні.

Однак про все по порядку.

В аеродинаміці існує інший термін, який досить точно описує процес взаємодії з повітряним потоком тіла, що рухається в цьому потоці і прагне перейти на надзвук. Це хвильова криза. Саме він якраз і робить деякі погані речі, які зазвичай асоціюють з поняттям звуковий бар'єр.

Тож дещо про кризу:-). Будь-який літальний апарат складається з частин, обтікання яких повітряним потоком у польоті може бути не однаково. Візьмемо, наприклад, крило, точніше звичайний класичний дозвуковий профіль.

З основ знань про те, як утворюється підйомна сила, нам добре відомо, що швидкість потоку в прилеглому шарі верхньої криволінійної поверхні профілю різна. Там де профіль більш опуклий вона більша за загальну швидкість потоку, далі, коли профіль ущільнюється вона знижується.

Коли крило рухається в потоці на швидкостях, близьких до швидкості звуку, може настати момент, коли в такій ось, наприклад, опуклій області швидкість шару повітря, яка вже отже більше загальної швидкості потоку, стає звуковою і навіть надзвуковою.

Місцевий стрибок ущільнення, що виникає на трансзвуку за хвильової кризи.

Далі за профілем ця швидкість знижується і в якийсь момент знову стає дозвуковою. Але, як ми вже говорили вище, швидко загальмуватися сверзвукова течія не може, тому неминуче виникнення стрибка ущільнення.

Такі стрибки з'являються на різних ділянках обтічних поверхонь, і спочатку вони досить слабкі, але їх кількість може бути велика, і зі зростанням загальної швидкості потоку збільшуються зони надзвуку, стрибки «міцніють» і зсуваються до задньої кромки профілю. Пізніше такі стрибки ущільнення з'являються на нижній поверхні профілю.

Повне надзвукове обтікання профілю крила.

Чим все це загрожує? А ось чим. Перше- це значний зростання аеродинамічного опоруу діапазоні трансзвукових швидкостей (близько М=1, більш-менш). Цей опір зростає за рахунок різкого збільшення однієї з його складових. хвильового опору. Тієї самої, яку ми раніше при розгляді польотів на дозвукових швидкостях до уваги не брали.

Для утворення численних стрибків ущільнення (або ударних хвиль) при гальмуванні надзвукового потоку, як я вже говорив вище, витрачається енергія і береться вона з кінетичної енергіїрухи літального апарату. Тобто, літак елементарно гальмується (і дуже відчутно!). Це і є хвильовий опір.

Більше того, стрибки ущільнення через різке гальмування потоку в них, сприяють відриву прикордонного шару після себе і перетворення його з ламінарного на турбулентний. Це ще більше збільшує аеродинамічний опір.

Набрякання профілю при різних числах М. Стрибки ущільнення, місцеві зони надзвуку, турбулентні зони.

Друге. Через появу місцевих надзвукових зон на профілі крила і подальшому їх зрушенні до хвостової частини профілю зі збільшенням швидкості потоку і, тим самим, зміни картини розподілу тиску на профілі, точка застосування аеродинамічних сил (центр тиску) теж зміщується до задньої кромки. В результаті з'являється пікіруючий моментщодо центру мас літака, що змушує його опустити носа.

У що все це виливається. запас потужності двигунадля подолання зони трансзвуку та виходу на, так би мовити, справжній надзвук.

Різке зростання аеродинамічного опору на трансзвуку (хвильова криза) за рахунок зростання хвильового опору. Сd – коефіцієнт опору.

Далі. Через виникнення пікіруючого моменту виникають складнощі в управлінні з тангажу. Крім того через невпорядкованість і нерівномірність процесів, пов'язаних з виникненням місцевих надзвукових зон зі стрибками ущільнення теж утруднюється управління. Наприклад по крену, через різні процеси на лівій та правій площинах.

Та ще й плюс виникнення вібрацій, часто досить сильних через місцеву турбулізацію.

Втім, повний набір задоволень, який зветься хвильова криза. Але, правда, всі вони мають місце (мали,конкретне:-)) при використанні типових дозвукових літаків (з товстим профілем прямого крила) з метою досягнення надзвукових швидкостей.

Спочатку, коли ще не було достатньо знань, і не були всебічно досліджені процеси виходу на надзвук, цей самий набір вважався мало не фатально непереборним і отримав назву звуковий бар'єр(або надзвуковий бар'єр, якщо хочете:-)).

За спроби подолання швидкості звуку на звичайних поршневих літаках було чимало трагічних випадків. Сильна вібрація часом призводила до руйнувань конструкції. Літакам не вистачало потужності для необхідного розгону. У горизонтальному польоті він був неможливий через ефект, що має ту ж природу, що і хвильова криза.

Тому для розгону застосовували пікірування. Але воно цілком могло стати фатальним. Пікіруючий момент, що з'являється при хвильовій кризі, робив піке затяжним, і з нього, іноді, не було виходу. Адже для відновлення управління та ліквідації хвильової кризи необхідно було погасити швидкість. Але зробити це у пікіруванні вкрай важко (якщо взагалі можливо).

Затягування пікірування з горизонтального польоту вважається однією з головних причин катастрофи в СРСР 27 травня 1943 відомого експериментального винищувача БІ-1 з рідинним ракетним двигуном. Проводилися випробування на максимальну швидкість польоту, і за оцінками конструкторів, досягнута швидкість була більше 800 км/год. Після чого сталося затягування у піку, з якого літак не вийшов.

Експериментальний винищувач БІ-1.

В наш час хвильова кризавже досить добре вивчений та подолання звукового бар'єру(якщо це потрібно:-)) особливих труднощів не становить. На літаках, призначених для польотів з досить великими швидкостями, застосовані певні конструктивні рішення та обмеження, що полегшують їхню льотну експлуатацію.

Як відомо, хвильова криза починається при числах М, близьких до одиниці. Тому практично всі реактивні дозвукові лайнери (пасажирські, зокрема) мають польотне обмеження за кількістю М. Зазвичай воно знаходиться в районі 0,8-0,9М. Льотчику наказується стежити за цим. Крім того, на багатьох літаках при досягненні рівня обмеження , після чого швидкість польоту має бути знижена.

Майже всі літаки, що літають на швидкостях щонайменше 800 км/год і вище мають стрілоподібне крило(принаймні по передній кромці:-)). Воно дозволяє відсунути початок наступу хвильової кризидо швидкостей, відповідних М = 0,85-0,95.

Стріловидне крило. Принципова дія.

Причину такого ефекту можна пояснити досить легко. На пряме крило повітряний потік зі швидкістю V набігає майже під прямим кутом, але в стреловидное (кут стреловидности χ ) під деяким кутом ковзання β . Швидкість V можна у векторному відношенні розкласти на два потоки: V і Vn .

Потік Vτ не впливає на розподіл тиску на крилі, зате це робить потік Vn, якраз і визначає несучі властивості крила. А він свідомо менше за величиною загального потоку V. Тому на стрілоподібному крилі настання хвильової кризи та зростання хвильового опорувідбувається відчутно пізніше, ніж на прямому крилі при тій же швидкості потоку, що набігає.

Експериментальний винищувач Е-2А (попередник МІГ-21). Типове стрілоподібне крило.

Однією з модифікацій стрілоподібного крила стало крило надкритичним профілем(Згадував про нього). Воно теж дозволяє зрушити початок хвильової кризи на великі швидкості, крім того, дозволяє підвищити економічність, що важливо для пасажирських лайнерів.

SuperJet 100. Стріловидне крило з надкритичним профілем.

Якщо літак призначений для переходу звукового бар'єру(проходячи і хвильова кризатеж:-)) і польоту на надзвуку, то він зазвичай завжди відрізняється певними конструктивними особливостями. Зокрема, зазвичай має тонкий профіль крила та оперення з гострими кромками(у тому числі ромбоподібний або трикутний) та певну форму крила в плані (наприклад, трикутну або трапецієподібну з напливом тощо).

Надзвуковий МІГ-21. Послідовник Е-2А. Типове трикутне у плані крило.

МІГ-25. Приклад типового літака, створеного для польоту надзвуком. Тонкі профілі крила та оперення, гострі кромки. Трапецієподібне крило. профіль

Проходження горезвісного звукового бар'єру, тобто перехід на надзвукову швидкість такі літаки здійснюють форсажному режимі роботи двигунау зв'язку зі зростанням аеродинамічного опору, ну і, звичайно, для того, щоб швидше проскочити зону хвильової кризи. І сам момент цього переходу найчастіше ніяк не відчувається (повторююсь:-)) ні льотчиком (у нього хіба що може знизитися рівень звукового тиску в кабіні), ні стороннім спостерігачем, якби, звісно, ​​міг за цим спостерігати:-).

Однак, тут варто сказати ще про одну помилку, із сторонніми спостерігачами пов'язаними. Напевно, багато хто бачив такого роду фотографії, підписи під якими свідчать, що це є момент подолання літаком. звукового бар'єру, так би мовити, візуально.

Ефект Прандтля-Глоерта. Не пов'язані з проходженням звукового бар'єру.

По перше, ми вже знаємо, що звукового бар'єру, як такого-то і немає, і сам перехід на надзвук нічим таким надординарним (у тому числі і бавовною чи вибухом) не супроводжується.

По-друге. Те, що ми бачили на фото – це так званий ефект Прандтля-Глоерта. Я про нього вже писав. Він прямо не пов'язані з переходом на надзвук. Просто на великих швидкостях (дозвукових, до речі:-)) літак, рухаючи перед собою певну масу повітря, створює ззаду деяку область розрідження. Відразу після прольоту ця область починає заповнюватися повітрям із довколишнього простору з природним. збільшенням обсягу та різким падінням температури.

Якщо вологість повітрядостатня і температура падає нижче за точку роси навколишнього повітря, то відбувається конденсація вологиз водяної пари у вигляді туману, який ми й бачимо. Щойно умови відновлюються до вихідних, цей туман одразу зникає. Весь цей процес досить швидкоплинний.

Такому процесу на великих навколозвукових швидкостях можуть сприяти стрибки ущільненняя іноді допомагаючи формувати навколо літака щось схоже на пологий конус.

Великі швидкості сприяють цьому явищу, проте, якщо вологість повітря виявиться достатньою, воно може виникнути (і виникає) на досить малих швидкостях. Наприклад, над поверхнею водойм. Більшість, до речі, гарних фототакого характеру зроблено з борту авіаносця, тобто в досить вологому повітрі.

Отак і виходить. Кадри, звичайно, класні, ефектне видовище:-), але це зовсім не те, чим його найчастіше називають. тут зовсім ні до чого (і надзвуковий бар'єртеж:-)). І це добре, я думаю, інакше спостерігачам, які роблять такого роду фото та відео могло б не привітатись. Ударна хвиля, Чи знаєте:-)…

У висновку один ролик (раніше я його вже використав), автори якого показують дію ударної хвилі від літака, що летить на малій висоті з надзвуковою швидкістю. Певне перебільшення там, звичайно, є:-), але загальний принципзрозумілий. І знову ж таки ефектно:-)…

А сьогодні все. Дякую, що дочитали статтю до кінця:-). До нової зустрічі…

Фотографії клікабельні.

Фахівці реконструювали схему зльоту Ту-154 за свідченнями бортового самописця, повідомляє газета "Комерсант". Отриманий результат видався експертам незвичайним – з'ясувалося, що коли штурман попередив пілотів про падіння, вони на це не відреагували. Датчики лайнера не зафіксували логічного в ситуації руху штурвала "на себе".

ПО ТЕМІ

Більше того, близьке до розслідування джерело розповіло, що "до самого зіткнення з водою реагували на керуючі дії екіпажу вчасно та штатно". Емоційне висловлювання пілота про закрилки може свідчити про некритичну затримку наказу прибрати їх, але не про технічну несправність.

Авіаційні експерти припустили, що на поведінці пілотів позначилося те, що виліт проводився в нічний час доби. "Через кілька секунд після відриву від добре освітленої та розміченої смуги ти перетинаєш також підсвічену берегову лініюі відразу потрапляєш наче в чорну дірку", – розповів один із фахівців. У подібній ситуації пілот повинен довіряти виключно показанням датчиків, а не власному вестибулярному апарату.

Проте бортові системи Ту-154 зафіксували, що командир протягом довгого часу вручну коригував траєкторію польоту. Це свідчить про його втрату орієнтації. Чимало фахівців критикують бездіяльність другого пілота Олександра Рівненського, але його поведінка пояснюється страхом відібрати штурвал у старшого за званням майора Волкова.

Втім, низка експертів заперечує "ілюзорну" версію падіння Ту-154. Отриману схему трагедії пояснюють несправністю системи реєстрації параметрів.

Додамо, що поведінка організму пілота вже давно вивчає така наука як авіапсихологія. Проте експерти досі не змогли встановити, чому капітан повітряного судна інстинктивно порушує траєкторію польоту. Фахівці стверджують, що сприяти втраті орієнтації можуть втома, стрес та нездужання. За статистикою, кожна десята авіакатастрофі у світі відбувається з вини ілюзій.

«Дами та панове, каже ваш капітан. Ми маємо невелику проблему. Зупинилися всі чотири двигуни. Ми робимо все, що страшенно можливо, щоб знову їх запустити. Упевнений, що ви не зовсім у тяжкому стані».

Є купа реальних небезпек для польотів літаків. Усі вони досить добре вивчені. Десятки випадків на рік зіткнення літаків з птахами, як правило, взагалі не призводять до катастроф або аварії, а тим більше не є приводом для заборон для обмеження польотів у країни, де є пернаті. Купово-дощові хмари становлять смертельну небезпеку для літаків, проте сотні літаків щодня просто обходять ці осередки на безпечній відстані (приблизно 50 кілометрів посередині між хмарами, або 15 кілометрів осторонь одиночної хмари). Перераховувати подібні явища – не тема матеріалу, повірте, їхня наявність у природі загальної безпеки польотів не знижує.

Для детального з'ясування питання я поговорив по телефону з Валерієм Георгійовичем Шелковниковим, членом правління Світового фонду безпеки польотів, та президентом Консультативно-аналітичного агентства «Безпека польотів». Результати нашої приватної бесіди я викладаю нижче своїми словами та від себе, бо немає можливості відокремити слова експерта від слів журналіста:

Виверження вулкана Ейяф'ядлайокудль і подальші події, пов'язані зі скасуванням авіарейсів у Європі, чимало мене потішили. Я зовсім не проти авіаційної безпеки. Мало того, якщо людина може навіть жартувати на цю тему, то вона ще не знає, що таке авіаційна катастрофа. Проте продовжу тему. Міфологізованість вулканічних виверженьта істерія преси змусили авіакомпанії припинити або відкласти польоти на тих державних територіях, куди потрапили «хмари» вулканічного попелу.

То чи була реальна небезпека польотам, чи була колективна авіаістерія, початок якої було започатковано журналістами, а далі спрацював ефект доміно? Спробуємо розібратися.

Дійсно, потрапляння в авіадвигуни великої кількості абразивного пилу (причому будь-якого походження) може викликати пожежу двигунів через миттєве перегрівання і подальше руйнування підшипників турбіни. При частоті обертання кілька тисяч оборотів за хвилину вони банально розплавляться від тертя. Тому при попаданні літака до стовпа вулканічного пилу така ситуація цілком можлива.

Інша річ у особливій структурі вулканічного пилу. Крім частинок гірських порід, викинутих вибухом, вона ще складається з аморфних частинок (до речі, скло теж аморфне) вкрай неправильної форми. Якщо подивитися на вулканічну пилюку під мікроскопом, то чітко видно, що вона складається з «стрічок», «зірочок» та інших частинок, які мають при малій вазі дуже великою поверхнею. Тобто. завдяки цій особливості, вона може в рази довше залишатися в повітрі, не розсіюючись. Бо через електризацію та інші взаємодії частинок попелу, такі хмари розсіюються вкрай неохоче.

Також її особливістю є «липкість», тобто. здатність прилипати до різних предметів чи забивати собою різні отвори. Мало того, частинки, будучи відмінними ядрами конденсації, через деякий час стають абсолютно зовні невідмінними від звичайної хмари.

Інша справа, що навіть на відстані вже за «сотню» кілометрів від вулкана пил стає таким рідкісним і дрібнодисперсним, що ймовірність відмови авіатехніки з цієї причини стає лише «теоретично» можливою. А на відстані в тисячу кілометрів і більше, вулканічний пил здатний лише трохи замутити повітря, що тим не менш добре видно неозброєним оком, бо сходи і заходи сонця стають найкрасивіші через особливе заломлення сонячних променів в курному повітрі.

Хто був у Єгипті, добре уявляють собі піщані бурі над аеропортом Хургада. Завис піску в повітрі, а особливо концентрація та розмір часток у повітрі на кілька порядків перевищують концентрацію пилу над Європою. А в Австралії, польоти в умовах глобальних запорошених бур, припиняються виключно у випадках граничного погіршення видимості. Ці приклади можна продовжувати. А тепер, увага! Різниця лише в тому, що на відміну від вулканічного пилу інші небезпечні явища є добре вивченими, і за ними є чіткі рекомендації щодо їх уникнення, а також ясний регламент заборон та дозволів «залежно від».

Дозвольте тепер викласти свою несуперечливу версію.

Вплив вулканічного попелу на політ літальних апаратів завжди була штука недостатньо вивчена. Зрозуміло, вчені вулканологи вперто вивчали кожне виверження, а метеорологи мали досить чітке уявлення про напрям і швидкість розльоту попелу, але подальшій долі цих частинок ніхто не надавав жодного значення, бо вже за кілька сотень кілометрів від вулкана у напрямку руху вітру, попіл уже собою лише цікаву оптичну ілюзію. Та й цивільна авіація знала перш за все кілька випадків, коли літаки реально потрапляли в дуже щільні хмари попелу, і через це відбувалася зупинка двигунів та інші неприємні речі. Зрозуміло, вулканічний попіл як небезпечне явище увійшов до всіх підручників та настанов.

Насправді ж і пілоти, і авіадиспетчери досить глузливо ставилися до цих пунктів настанов і недостатньо добре їх вивчали. З огляду на рідкість і екзотичність. І саме ці ж авіаційні чиновники, які виросли з колишніх пілотів та авіадиспетчерів, практично не виділяли грошей на дослідження цих явищ на користь цивільної авіації, що замість «точних» знань миттєво обросло міфами та легендами. Загалом у метеорології сталася якась відверта нісенітниця. Завдяки сліпій вірі в «комп'ютери» та «супутники» у всьому світі кількість метеостанцій із «живими» людьми скоротилася приблизно на 60%-70%. А існуючі «автоматизовані системи» можуть лише будувати гіпотетичні математичні моделі, які не мають жодного відношення до реального стану речей.

Отже, журналісти роздмухали тему, а міжнародна авіаційна влада, зокрема «Євроконтроль», моментально на це повелася. Мало того, що коли авіачиновники почали звертатися до численних експертів у цій галузі, то вони (експерти) досить мстиво повідомляли приблизно таке: «Явище це, безумовно, небезпечне, але недостатньо вивчене. Наша апаратура практично не дозволяє відрізняти хмари небезпечної концентрації вулканічного пилу від звичайних. Так що де знаходяться ці хмари, і чи є вони насправді ми не знаємо.»

А далі стало ще смішніше. Небезпечна зона насправді була досить локальна (кілька сотень кілометрів у діаметрі та тривалості), але реально до зони «закриття» потрапили сотні та сотні тисяч квадратних кілометрівземної та водної поверхні. При цьому по висотах також були абсолютно закриті всі ешелони від «0» до 35 000 футів (приблизно 12 км), хоча навіть самі перестраховики прогнозували небезпечне закриття висот лише від висот 22 000 футів. Коротше, заборона на польоти набула абсолютного характеру, бо навіть його ініціатори вже нічого не могли зробити. Спрацював ефект доміно.

Додатково розкрилася абсолютно несподівана річ. Літати було можна в зонах, вільних від попелу, і в ряді випадків відхилення від маршруту або збільшення його тривалості на кілька сотень кілометрів не відігравало жодної ролі, але сучасні автоматизовані системи просто були не в змозі в масовому порядку перебудувати розклад. Та й індивідуально це стало зробити неможливо. Автоматизація, автоматизація та ще раз автоматизація. Фахівці з «ручного» складання розкладів просто вимерли, як динозаври, і сучасні авіакомпаніїподібних спеціалістів просто не мають. Ті, хто у темі, повинні уявляти, що складання навіть звичайного розкладу заняття у ВНЗ — це вже дійство між наукою, мистецтвом та містикою. Про те, щоб перекроїти розклад над Європою, не йшлося. Виник бардак. Я абсолютно не засуджую жодних заходів, пов'язаних з безпекою польотів, але зізнайтеся, що в 21 столітті досить весело закривати півконтиненту заради однієї гори з димами. Нехай і найсильнішими.

«Американська» ж допомога лише нагнала додаткового остраху на Європу, і остаточно позбавила європейських авіачиновників залишків волі.

Щодо Росії як частини Європи, то паніки не було взагалі. Справа в тому, що багаторічне вивчення Курил (як зони постійних вивержень) принесло достатню кількість знань та навичок визначення небезпек польотів. Тому Росія на території літала без проблем.

Хоча й у Росії було знищено так зване «Штормове кільце оповіщень», тобто. закриті сотні та сотні метеостанцій, де сиділи малооплачувані дівчинки-синоптики, а точність передбачень та сповіщень про небезпечні явища була безпрецедентно високою.

Що ж до «недофінансованих» вчених, то можна одразу впевнено сказати, що їм буде виділено дуже великі гроші на дослідження, як компенсація минулих мук. А ось те, що цим буде порушено світову гармонію, бо ці гроші заберуть в інших напрямках — це справді погано. Бізнес і благодійність мало сумісні, чи не так?

Тим не менш, що провідні вчені одразу списалися та зателефонували між собою і виробили єдину позицію, у цьому я не сумніваюся. Інтернет, мобільний зв'язокі електронна пошта щодо комунікацій — творять справжні чудеса. Тим більше, що маю і таку інформацію. Не дарма ж я, хоч недовго, але був геологом-геофізиком. Отже, бізнес отримає прайси від науки за повною програмою.

І як епілог для тих, хто сприйняв мої слова типу «кумедно» та «смішно» буквально, наводжу короткий уривок із статті Сергія Мельниченка «Історія рейсу «British Airways 9».

Вони змогли побачити вогні ЗПС через невелику подряпину на лобовому склі, проте посадкові вогні літака не горіли. Після посадки вони не змогли кермувати, тому що з-за вогнів освітлення перону їхнє лобове скло стало матовим. Місто Едінбург чекало, коли буксир стягне його з ВПП.

Згодом було встановлено, що літак увійшов до хмари попелу. Оскільки хмара попелу була сухою, вона не відображалася на метеолокаторі, який здатний тільки відображати вологу, що знаходиться в хмарах. Хмара виступила в ролі піскоструминної машини і зробила поверхню лобового скла матовою. Потрапивши у двигуни, попіл плавився в камерах згоряння та осідав на внутрішній частині силової установки.

Оскільки двигуни через їхню зупинку почали остигати, то після виходу повітряного судна з хмари попелу попіл, що розплавився, почав тверднути і під натиском повітря став вилітати з двигунів, що дозволило їх запустити знову. Перезапуск став можливим через те, що один із бортових акумуляторів залишався в робочому стані.

Усі 263 людини, які перебували на борту, залишилися живими.

Бережіть себе. Віктор Галенко, авіадиспетчер, штурман, геолог-геофізик

За інформацією Євроконтролю, 18 квітня 2010 року було зафіксовано приблизно 5"000 рейсів, виконаних у повітряному просторіЄвропи. Для порівняння: до виверження вулкана в Ісландії в неділю виконується близько 24"000 рейсів. Таким чином, повітряний рух впав приблизно в 6 разів. З 15 квітня було скасовано близько 63"000 рейсів. Нижче наведено таблицю з даними щодо зменшення кількості рейсів у повітряному просторі Європи:

В даний час обслуговування повітряного руху не надається для літаків цивільної авіації в більшості країн Європи, включаючи Австрію, Бельгію, Хорватію, Чехію, Данію, Естонію, Фінляндію, майже всю Францію та Німеччину, а також Угорщину, Ірландію, північну частину Італії, Нідерланди. , Норвегію, Польщу, Румунію, Сербію, Словенію, Словаччину, північну Іспанію, Швецію, Швейцарію та Велику Британію.

У деяких країнах з цього списку верхній повітряний простір відкритий з урахуванням поширення хмари попелу, проте з урахуванням повного закриття повітряного простору над територією інших країн використовувати дозволені ділянки верхнього повітряного простору неможливо.

Повітряний простір таких територій та країн, як південна Європа, включаючи частину Іспанії, Португалії, Південна частинаБалкан, південна частина Італії, Болгарія, Греція та Туреччина залишаються відкритими, і в них спостерігається нормальний повітряний рух.

Приблизно 30% від загальної кількості запланованих рейсів буде виконано сьогодні над 50% загальної території Європи.

Станом на ранок 19 квітня усі повітряні зони України відкриті. Аеропорти України на виліт та приліт повітряних суденпрацюють у штатному режимі, проте низка аеропортів Європи залишаються закритими. Дозволяється виконання рейсів за правилами візуальних польотів до темного часу доби. Про подальші можливі зміни в повітряному просторі України через переміщення хмари вулканічного попелу (виверження вулкана в Ісландії) буде поінформовано. Українські авіакомпанії повідомляють, що рейси не здійснюються лише до закритих аеропортів Європи, у всі відкриті аеропорти світу авіасполучення відновлено.