Naddźwiękowy

Naddźwiękowy oznacza „większy niż prędkość dźwięku  ”.

Określenia „bisonic” są również używane w odniesieniu do pojazdu przekraczającego dwukrotnie prędkość dźwięku i „trisonic”, jeśli ten ostatni przekracza trzykrotnie prędkość dźwięku. I odwrotnie, mówi się, co nie jest naddźwiękowe, w zależności od obiektu lub rozważanych okoliczności, poddźwiękowo , transsonicznie .

Generał

Zachowanie płynu wokół poruszającego się ciała naddźwiękowego różni się znacznie od tego obserwowanego przy niższych prędkościach. Badanie ruchomego punktu dostarcza prostego jakościowego wyjaśnienia (patrz liczba Macha ): podczas gdy w poddźwięku telefon komórkowy jest stale zanurzony w zakłóceniach (hałasach), które wcześniej wytworzył, w naddźwiękowych, poddaje się trwale zakłóceniom za sobą. . W ten sposób są zamknięte w stożku Macha, który podąża za telefonem, podczas gdy poza nim nie słychać żadnego dźwięku.

To bardzo wymowne przedstawienie: fala Macha tworzy nieciągłość między dwiema strefami o zupełnie innych zachowaniach, ale jest tylko obrazem. Punkt ruchomy może w rzeczywistości wytwarzać tylko nieskończenie małe zakłócenia, ruchomy ruchomy o skończonych wymiarach wytwarzający skończone zaburzenia, które są wyraźnie bardziej skomplikowane. Obraz można uznać za prawidłowe przybliżenie zjawisk obserwowanych w skali na tyle małej, że poruszające się ciało można sprowadzić praktycznie do punktu. Aby uzyskać praktyczne rezultaty, konieczne jest wykonanie powiększenia w celu przeanalizowania kształtu telefonu komórkowego i jego dokładnych konsekwencji dla płynu znajdującego się w pobliżu.

Aby przejść dalej, punkt widzenia zostanie zmodyfikowany na dwa różne sposoby:

Pochodzenie i skutki fal uderzeniowych

Pod koniec fazy transonicznej, w której pojawiają się fale uderzeniowe na górnej powierzchni, a następnie na dolnej , gdy wszystkie punkty skrzydła osiągną Mach 1, te dwa uderzenia są wypychane z powrotem do krawędzi spływu i stają się ukośne.

Ponadto, w klasycznym profilu skrzydła z zaokrąglonym prowadzącej krawędzi, odłączoną postaci fali uderzeniowej na przedniej części tej krawędzi prowadzącej. Obejmuje objętość powietrza, które zostaje nagle spowolnione przez silne nadciśnienie. Zjawisko to jest przyczyną wzrostu oporu, który zastępuje opór związany z separacją transsoniczną.

Istnieją dwie techniki zmniejszania tego oporu. Podobnie jak w transonicznym, użycie skośnego skrzydła lub skrzydła delta zmniejsza liczbę Macha „widzianą” przez skrzydło. Można również zastosować symetryczny profil naddźwiękowy z punktem na przedniej i tylnej krawędzi. Wadą jest zatem jego słaba wydajność w trybie poddźwiękowym, ponieważ ostra krawędź natarcia „traumatyzuje” przepływ poddźwiękowy znacznie bardziej niż przepływ naddźwiękowy.

Krótki opis zjawisk występujących wokół krawędzi natarcia profilu naddźwiękowego

Przepływ w pobliżu przedniej krawędzi 1.png

W pobliżu przedniej krawędzi profilu naddźwiękowego występują dwa przepływy podobne do tego, które można zaobserwować na zbieżnej dwuściennej. W każdym punkcie tego jest dołączona linia Macha zdefiniowana wcześniej jako nieciągłość nieskończenie małej amplitudy. Nałożenie tych różnych elementarnych nieciągłości tworzy nieciągłość o skończonej amplitudzie, falę uderzeniową. Przez to ciśnienie nagle wzrasta.

Jeśli szok jest prosty, z poziomu naddźwiękowego przepływ staje się poddźwiękowy. W przypadku ukośnym, zilustrowanym obok, tylko normalna składowa, poprzez wstrząs, jest redukowana: wypadkowa może zatem pozostać naddźwiękowa. Spadek prędkości zależy zatem od kąta dwuościanu.

Nieco dokładniej można powiedzieć, że linie Macha tworzące z prędkościami przepływu kąt określony jedyną liczbą Macha (jej sinus jest odwrotnością tego), czyli te, które byłyby związane z prędkościami naddźwiękowymi wzdłuż nachylona ściana spotkałaby się z niezakłóconym przepływem. To spotkanie linii nieciągłości może zostać rozwiązane tylko przez nagłe zjawisko, nieodwracalne w sensie termodynamiki. Wokół rozbieżnej dwuściennej linie Macha stopniowo przechylają się, tworząc zakres relaksacji, zjawisko odwracalne.

Opływać profil naddźwiękowy

Ten poddźwiękowy przepływ na przedniej krawędzi jest następnie poddawany wypukłemu kształtowi intrad (lub extrad): żyła płynowa jest najpierw ograniczona w pierwszej połowie, a następnie wydłużana w drugiej. Zjawiska są ogólnie podobne do tych, które występują w dyszy naddźwiękowego tunelu aerodynamicznego składającego się z zbieżnego i rozbieżnego oddzielonych szyjką dźwiękową, gdy tunel aerodynamiczny jest uruchamiany. We wszystkich przypadkach liczba Macha i ciśnienie zmieniają się w przeciwnym kierunku.

W przepływie, który stał się poddźwiękowym, zjawisko to nie zmienia się jakościowo w porównaniu z tym, co by się stało, gdyby płyn był nieściśliwy (w przybliżeniu Mach <0,3): zwężenie żyły zwiększa prędkość, podczas gdy ciśnienie spada.

Naddźwiękowy profil skrzydła.png

Ten wzrost prędkości w rozważanym obszarze powoduje jednoczesne zmniejszenie ciśnienia.

Po osiągnięciu krawędzi spływu przepływ jest więc naddźwiękowy, przy stosunkowo niskim ciśnieniu. Górna część powierzchniowa przepływu, stykająca się wtedy z dolną częścią powierzchni, powoduje nagłe wyrównanie prędkości w poziomie, co powoduje powstanie nadciśnienia poprzez nową falę uderzeniową.

Są to dwie fale uderzeniowe, które tworzą podwójny huk, a wyzwalacz jest zawsze odwracalny. W przypadku samolotu w locie ich nieodwracalny charakter prowadzi do wzrostu oporu powietrza.

Fala uderzeniowa

Porusza się wraz z ruchem samolotu. Dlatego nie jest to ciągły dźwięk dla obserwatora zewnętrznego, z wyjątkiem szczególnego przypadku zakrętu. Może wystąpić superbang o intensywności 5 ∆P I czasami superogniskowanie fali uderzeniowej przy 9 ∆P, co może spowodować uszkodzenie gruntu (wyjątkowe).

Przykłady

Niektóre naddźwiękowe samoloty cywilne i wojskowe :

Zobacz też

Bibliografia

Powiązane artykuły