Они перешагнули звуковой барьер

©Fotodom.ru/Rex Features

Когда появились скоростные самолеты, человечество впервые столкнулось с этим явлением... Звуковой барьер в аэродинамике - это название целого ряда явлений, сопровождающих движение летательного аппарата на скоростях, близких к скорости звука или превышающих ее.

©Fotodom.ru/Rex Features

При обтекании сверхзвуковым газовым потоком твёрдого тела на его передней кромке образуется ударная волна (иногда даже и не одна, в зависимости от формы тела). Ударные волны, образованные на острие фюзеляжа модели, на передней и задней кромках крыла и на заднем окончании модели...

©Fotodom.ru/Rex Features

На фронте ударной волны (называемой иногда также скачком уплотнения), имеющем очень малую толщину (доли миллиметра), почти скачкообразно происходят кардинальные изменения свойств потока - его скорость относительно тела снижается и становится дозвуковой, давление в потоке и температура газа скачком возрастают. Часть кинетической энергии потока превращается во внутреннюю энергию газа.

©Fotodom.ru/Rex Features

Фронт ударной волны по мере удаления от аппарата постепенно принимает почти правильную коническую форму, перепад давления на нем уменьшается с увеличением расстояния от вершины конуса, и ударная волна превращается в звуковую. Когда эта волна достигает наблюдателя, находящегося, например, на Земле, он слышит громкий звук, похожий на взрыв.

©Fotodom.ru/Rex Features

Распространенным заблуждением является мнение, будто бы это следствие достижения самолетом скорости звука, или «преодоления звукового барьера». На самом деле, в этот момент мимо наблюдателя проходит ударная волна, которая постоянно сопровождает самолет, движущийся со сверхзвуковой скоростью. Обычно сразу после «хлопка» наблюдатель может слышать гул двигателей самолета, не слышный до прохождения ударной волны, поскольку самолет движется быстрее звуков, издаваемых им.

©Fotodom.ru/Rex Features

А на этом снимке - так называемый волновой кризис, изменение характера обтекания летательного аппарата воздушным потоком при приближении скорости полета к скорости звука, сопровождающееся, как правило, ухудшением аэродинамических характеристик аппарата - ростом лобового сопротивления, снижением подъемной силы, появлением вибраций. Кстати, первым самолетом, который преодолел звуковой барьер сразу после взлета в наборе высоты с углом 30 градусов, был советский "МиГ-29". Рекорд до сих пор не побит.