Физическая сущность звукового удара

Обтекание затупленных и ступенчатых цилиндрических и конических тел

При обтекании сверхзвуковым потоком цилидрической части с затуп-ленной передней кромкой образуется отошедшая ударная волна и между телом и ударной волной образуются зоны дозвукового, звукового и сверх-звукового течения.

 

Рис. 6.3.2 Схема обтекания сверхзвуковым потоком ступенчатых тел.

 

Разделение этих скоростных зон осуществляется по линиям А1-А11 и А2-А12 .В т.1 происходит поворот потока и течение осуществляется в как бы расширяющемся канале, что сопровождается появленим характеристик рас-ширения, скорость потока увеличивается. Далее в т.2 (перехода тела от цилиндрической части к конической) возникает поворот потока, что сопро-вождается поджатием сечения потока, и как следствие возникает конический скачок уплотнения, скорость потока остается сверхзвуковой. Дальше в т. от конической части тело переходит в цилиндрическую часть, что вызывает расширение сечения потока и возникновение расходящегося веера характе-ристик расширения. В т. В сверхзвуковой поток восстанавливается и стано-вится равным величине сверхзвукового невозмущенного потока.

 

 

При полете самолета со сверхзвуковой скоростью возникает сложная картина скачков уплотнения и характеристик расширения, которые образу-ются в различных точках фюзеляжа самолета: в местах излома поверхности и от неровностей поверхности ЛА.

 

Рис. 6.3.3 Схема образования носовой и хвостовой ударных волн

 

Первая ударная волна от носовой части фюзеляжа самолета распростра-няется в невозмущенной среде. Последующие ударные волны распространя-ются в условиях повышенного давления и высокой температуры. Поэтому скорость их распространения увеличивается, скачки догоняют предыдущие ударные волны и сливаются в одну мощную головную ударную волну.

Снижение давления в хвостовой части самолета вызывает уменьшение плотности и температуры воздуха (↓и T), а следовательно это вызывает уменьшение скорости распространения ударных волн. Поэтому промежу-точные волны отстают от волн, возникающих в области повышенного давле-ния и затем сливаются в мощную хвостовую ударную волну. Из-за скачко-образного изменения давления на головной и на хвостовой ударных волнах, возникает двойной звуковой удар (хлопки).Чем длиннее фюзеляж самолета, тем больше интервал между первым и вторым “хлопками”, вызван-ными ударными волнами.

Интенсивность звукового удара, “хлопка”, зависит от следующих факто-ров:

· высоты и скорости полета;

· массы, формы и размеров самолета;

· вида выполняемого самолетом маневра

Интенсивность “хлопка” в большей мере зависит от высоты полета са-молета. Обычно полеты на сверхзвуковых скоростях полета V>a произво-дятся в специальных зонах или ограничиваются по высотам полета.