Что будет, если лететь на реактивном истребителе ровно со скоростью звука?

Максим И.
  · 9,7 K

Есть дозвуковая скорость и сверхзвуковая, что не так с звуковой?

Авиация, энергетика - особенно атомная и альтернативная, современные системы вооружений...  · t.me/century_arch

Полеты на дозвуковой и сверхзвуковой скоростях выделяют в связи с различной динамикой обтекания крыла (и самолета в целом), а также в связи с различиями в работе двигателей на разных скоростях. Так, "обычный", дозвуковой профиль крыла (профилем называют фигуру, получаемую если срезать крыло "поперек", именно профиль позволяет крылу стать несущей системой) при приближении к скорости звука и переходе за неё резко меняет свои свойства, и вместо поддержания самолета в воздухе затягивает его в крутое пикирование.

Напротив, профиль, который приспособлен к работе на сверхзвуке — невыгоден на малой, дозвуковой скорости. Он работает примерно как фанерка, выставленная в набегающий поток, его несущая способность невелика, а диапазон углов атаки (это угол между хордой профиля — его максимальной длиной — и направлением набегания воздуха), в котором такой профиль работоспособен — мал.

Для того, чтобы сверхзвуковой самолет мог летать на дозвуковой скорости применяется мощнейшая механизация крыла — система смещаемых панелей в передней и задней частях профиля, которая практически позволяет превратить сверхзвуковой профиль в дозвуковой. Характер обтекания при достижении скорости звука меняется скачкообразно, резко. Соответственно, при переходе через звуковой барьер нужно так же резко, скачком, поменять аэродинамику самолета.

При этом, сама по себе скорость звука в воздухе может меняться в заметных пределах — в зависимости от температуры, влажности, давления (высоты), и происходит это достаточно непредсказуемо. Поэтому есть определенный диапазон скоростей, называемых "трансзвуковыми" — примерно от 0.75 до 1.2Мах (число Маха — скорость звука в среде), в котором характер обтекания труднопредсказуем и может внезапно и значительно изменяться. В таких условиях полет становится нестабильным, требуется постоянная коррекция аэродинамики самолета, и даже небольшая ошибка в этой коррекции может привести к возникновению значительных и некомпенсируемых аэродинамических сил, с катастрофическими последствиями.

Поэтому, предпочтительно летать, "не залезая" в диапазон трансзвуковых скоростей, а в случае выхода на сверхзвук — проходить этот "опасный" диапазон как можно быстрее. Поэтому разгон до сверхзвука как правило выполняется резким увеличением тяги двигателей до максимума, а затем, после прохождения трансзвука, тягу уменьшают до потребной для поддержания выбранной скорости. Образно можно сравнить переход звукового барьера с обгоном — Вы можете безопасно ехать позади или впереди другой машины, но момент обгона опасен, и надо выполнять его быстро и уверенно.

Комментировать ответ…
Ещё 1 ответ
Имею естественно научное образование, в юношестве прикипел к литературе, сейчас...
Со звуковой скоростью все в порядке, определение сверхзвуковой скорость и гиперзвуковой скорость достаточно условны, например, гиперзвуковая - превышаюшая скорость звука в 5 раз, но это не значит, что она всегда стабильна и всегда в 5 раз больше скорости звука. Скорость звука - это не больше чем ориентир в данном контексте, и если лететь на... Читать далее
Комментировать ответ…
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос
Читайте также

Почему современные пассажирские самолеты не оснащаются гигантскими парашютами, которые в случае падения могли бы помочь мягко приземлиться?

Копирайтер, инженер-маркетолог, книголюб

Возьмем не совсем переполненный Boeing 747 массой (m) 300 тонн (300 000 кг). Скорость, которая нужна для безопасного приземления 10м/с (V). Не будем вдаваться в подробности, просто скажу, что формула радиуса парашюта будет r ≥ mg 2,83ρV. ρ - значение плотности воздуха, что с грубым округлением будет равно 0.0001. Если самолет был поднят на высоту, допустим, Магнето из X-Men'ов, а не летел со скоростью 900 км/ч, то для безопасного приземления потребуется парашют с радиусом 8500м. Не представляю, как такое можно упаковать и уж тем более раскрыть и т.д. И это в случае с помощью Магнето. А если самолет поднялся самостоятельно, то его остановить еще сложнее и нужен парашют еще больше.

7 апреля 2015  · 25,2 K
Прочитать ещё 14 ответов

Как объясняется то, что самолёт, летящий со скорость вращения Земли, никуда не самом деле не перемешается? Как такое возможно?

Susanna Kazaryan
Топ-автор
19,2K
Сусанна Казарян, США, Физик

Это не возможно. В вопрос вкралась логическая ошибка. Дело в том, что атмосфера вращается вместе с Землёй с той же угловой скоростью. Таким образом, если самолёт “никуда на самом деле не перемещается”, как сказано в вопросе, то он и не летит, а стоит на поверхности Земли.

Скорость самолёта не зависит от направления полёта на восток или на запад. Но многие знают (или заметили), что полёт на запад в среднем длится дольше, чем на восток. Связано это с атмосферным феноменом, известным под именем “Струйнoe течение” (Jet stream).

25 июня 2019  · 16,2 K
Прочитать ещё 10 ответов

Что такое космическая скорость? Разве нельзя покинуть орбиту земли и солнечную систему если двигаться вертикально вверх со скоростью 60км/ч?

Вадим Романский
Эксперт
2,4K
младший научный сотрудник ФТИ им. Иоффе  · vk.com/astropolytech

Весь вопрос в том за счёт чего двигаться. Если у вас есть какой-то источник тяги, постоянно уравновешивающий силу земного притяжения, то, конечно, всё равно с какой скоростью двигаться. Проблема в том, что топлива в ракетах на пару минут от силы, поэтому такой вариант не проходит. Космическая скорость (вторая) - это та, до которой достаточно разогнаться, чтобы улететь от земли без какого-либо дополнительного двигателя. Только за счёт того, что земное притяжение не успеет погасить эту скорость.

астрофизическое образованиеПерейти на vk.com/astropolytech
3 февраля  · 18,6 K
Прочитать ещё 3 ответа

Почему нельзя разогнаться быстрее скорости света?

Susanna Kazaryan
Топ-автор
19,2K
Сусанна Казарян, США, Физик

Чтобы разогнаться быстрее скорости света надо сперва разогнаться до скорости света. Из опыта жизни мы знаем, что если нам нужно чего-то добиться, то за это надо заплатить. Платим мы обычно за энергию. Посчитаем, сколько энергии (или денег) нужно затратить, чтобы достичь скорости света. 

Используем всем известную формулу Эйнштейна для полной энергии:  E = mc²/√(1-β²), где m — масса тела, а β = v/c — скорость тела (v) в единицах скорости света (c). Знакомые с математикой в этом месте уже видят, что в пределе β → 1, энергия Е → ∞, то есть разгон до скорости света требует бесконечной энергии. А с каким темпом это происходит? 

Если при скорости тела β₁ полная энергия тела равнялась Е₁, то после разгона тела до скорости β₂ > β₁, полная энергия тела станет Е₂ > Е₁. Отношение энергий δ ≡ Е₂/Е₁ = √[(1-β₁²)/((1-β₂²)], не зависит от массы тела. Вооружившись калькулятором, можно посчитать, что при β₁ = 0.9 и β₂ = 0.99 значения δ ≈ 3.09, а при значениях β₁ = 0.99 и β₂ = 0.999 значения δ ≈ 3.16. Дальше считать не надо, ибо уже достигнута асимптотика, при которой δ = √10 ≈ 3.16 или с каждой новой девяткой в величине скорости (β), энергия растёт в 3.16 раз.

Общая формула темпа роста энергии: если тело обладало скоростью β₁ = 0.9 при энергии Е₁, то для достижения скорости β = 0.9...999 (n девяток) потребуется энергия E = Е₁⋅(3.16)ⁿ⁻¹. Таким образом, неограниченный рост числа девяток (n) в величине скорости (β), приводит к неограниченному росту энергии.  

Заключение. Чтобы достичь скорости света нужно затратить бесконечное количество энергии. Таких денег в природе нет. Вот и запретила природа всем телам двигаться со скоростью света, чтобы не было перерасхода при оплате счета за энергию.

13 июля 2017  · 3,0 K
Прочитать ещё 14 ответов

Reject takeoff, или Что не так с моим самолётом

Физик, эрудит, мизантроп.  · yandex.ru/q/loves/mamayaletal

Прерванный взлёт — процедура, применяемая в аварийных ситуациях во время взлёта, при которой воздушное судно вынужденно прерывает разбег и аварийно останавливается. (Википедия)

Пост короткий как мой первый разбег по полосе.

Сегодня (это которое для большинства из вас "вчера") было моё настоящее первое занятие в авиашколе, где я сначала прошёл через предполётную проверку и подготовку самолёта (25 минут потратил), а потом должен был впервые сам поднять самолёт в воздух. Ну, почти сам. Но всё пошло не так. Однако, по порядку.

Вечер предыдущего дня. Я потратил около трёх часов на то, чтобы подготовиться к полёту, почитать всё, что нужно почитать и посмотреть всё, что хотелось посмотреть. В частности, изучая свои чеклисты я обнаружил, что в них нет ни слова про прерванный взлёт. Связано это, как я понял, с тем, что эти инструкции должны быть в голове - на чеклист времени может и не быть. Так, если самолёт не набрал нужную скорость для отрыва до, условно, середины взлётной полосы или в процессе разбега были обнаружены какие-то неполадки, то взлёт следует прервать, аккуратно оттормозиться, уведомить башню, что взлёт отменён, и покинуть полосу.

День полёта. Самолёт, на котором мы должны были лететь, мы забраковали сразу, потому что предыдущий пилот сообщил о неполадках с одним из магнето. В итоге мы взяли другой самолёт и стали его готовить. Обычно осмотр и подготовка самолёта занимает минут десять, но мы провозились почти полчаса, потому что я задавал ну очень много вопросов. В этом и есть смысл обучения. Кроме того, я обсудил с инструктором прерванный взлёт, чтобы удостовериться, что я понимаю его правильно. В итоге уже на полосе мы провели полный брифинг с упоминанием процедуры прерывания взлёта.

И что бы вы думали? Я, можно сказать, накаркал. Мы стоим на обрезе полосы. Обороты на полную, тормоза отпустить, разбег. Я слежу за скоростью, готовый к подъёму на 55 узлах, но не тут то было - датчик температуры масла предательски уходит из зелёной зоны в красную, что неприемлемо. Тут же даю "Reject takeoff" убираю обороты до минимума и снижаю скорость. Инструктор параллельно даёт башне знать, что мы никуда не летим и сейчас уйдём с полосы.

Обидно, конечно, что не удалось взлететь, но это очень важный момент в процессе обучения. Пилоту важно уметь не только правильно взлететь в предложенных условиях, но и правильно не взлететь, если того требует ситуация. Ровно также, как важно правильно не садиться, если нет стопроцентной уверенности в успехе мероприятия. Грамотный риск-менеджмент и трезвая оценка ситуации спасают жизни.

завтра у меня назначен новый полёт. Наверстаем.

Подписывайтесь на mamayaletal на других площадках:

  • В телеграме будут появляться последние новости и интересные мелочи
  • В инстаграме будут, что удивительно, фоточки, байки и, возможно, эфиры.
"Мама, я опять летал!" - из айтишников в пилоты. Посмотрим, что из этого выйдет.Перейти на yandex.ru/q/loves/mamayaletal
  · 5,6 K