الطيران فوق الصوتي دون "دويّ".
...لنتخيل مقطعاً عدسياً مغموراً في تدفق غازي فوق صوتي. ستتكون موجات صدمية (مرتبطة)، تكون مستوية. تنطلق اثنتان من هذه الموجات من الحافة الأمامية، بينما تتمركز اثنتان أخريان بالقرب من الحافة الخلفية. في المنظور:
منظر جانبي:
تشبيه هيدروليكي.
...توجد طريقة بسيطة جداً لفهم آلية تكوّن الموجات الصدمية، عن طريق التشبيه. في تدفق سائل ذي سطح حر، يكون انتشار الموجات السطحية مكافئاً لانتشار الصوت في الغاز. لنأخذ مثالاً كتلة سائلة ساكنة. يراقب صيادٌ يستخدم صنارةً عوّامته ويسحب خيطه برفق. سيتأرجح هذا العوّام ويسبب انطلاق موجات دائرية تنتشر بسرعة تقدر ببضعة سنتيمترات في الثانية:
...في حوض استحمامك، ستصل إلى النتيجة نفسها بتحريك عود أسنان أو عود ثقاب من الأسفل إلى الأعلى.
إذا كان المائع متحركاً (منظر علوي)، فإن هذه الموجات الدائرية، التي لم تُصدر في اللحظة نفسها، ستزيح مركزها:
...الصورة على اليمين تتوافق مع حركة "صوتية". الموجات الصوتية هي صورة لاضطراب في الضغط داخل غاز. كانت تجارب التشبيه الهيدروليكي هذه، التي كانت تُدرَّس سابقاً في المدرسة الوطنية العليا للطيران (Supaéro)، التي تخرجتُ منها، موضوعاً للتطبيقات العملية.
...ماذا يحدث عندما يتحرك المائع بسرعة أعلى من سرعة انتشار الموجات السطحية؟ نحصل على المخطط التالي:
..تميل الاضطرابات الصادرة عن الجسم إلى التراكم على طول خطين ينطلقان من الجسم.
...لا يتوفر للجميع مجرى مائي قريب. لذا، بدلاً من اعتبار جسم ثابت موضوع في تيار سائل، يمكن تحريك هذا الأخير والحصول على النتيجة نفسها. افعل الشيء نفسه في ماء حوض استحمامك، بتحريك عود الثقاب أو طرف عود الأسنان الخشبي الأكثر حدة. ستتكون حينها ما يُسمى "موجات ماخ". إذا عرفنا السرعة a لانتقال الموجات السطحية والسرعة V لتحرك الجسم، يسهل حساب زاوية ماخ a.
...بالعكس، إذا قِسنا هذه الزاوية a، يمكننا حساب سرعة المائع V.
...ستكون موجات ماخ هذه أكثر انطباقاً كلما كانت السرعة V أعلى.
...المصبّ (أو المفيض) مختبر هيدروليكي ممتاز تتغير فيه السرعة V، وتزداد نحو الأسفل. إذا وضعت عود الثقاب في الماء، ستلاحظ ما يلي:
..مختبر هيدروليكي آخر يتكون من قناة تصريف. تسبب النتوءات الموجودة على السطح العمودي للرصيف، الملامس للماء المتدفق، انطلاق موجات ماخ، وكذلك تلك التي تحيط بالطرف الآخر للقناة السائلة. يُخدد سطح الماء بواسطة شبكة الموجات هذه، التي تشير في آن واحد إلى اتجاه التدفق وسرعته. يتدفق المائع على طول المنصّف الداخلي لموجات ماخ. إذا كان التدفق في القناة يتم بسرعة ثابتة، يكون السطح السائل مخدوداً بتموجات، أي موجات ماخ، تشكل "خطوطاً متوازية":
...إذا زادت سرعة الماء نحو الأسفل بسبب زيادة الانحدار، تنطبق الموجات:
..ظاهرة معاكسة إذا حدث تباطؤ في المائع بسبب انخفاض الميل:
..قد يعزى هذا التباطؤ في القناة إلى احتكاك الماء بالقاع عندما تصبح العمق صغيراً بما يكفي. إذا نظرت عن كثب إلى التدفق، ستلاحظ ما يلي:
...تعتدل موجات ماخ تدريجياً كلما اقتربنا من "حافة الماء"، بسبب تباطؤ التدفق الناتج عن الاحتكاك بالقاع. عندما تصبح الموجات عمودية على التدفق، تكون السرعة قد انخفضت حتى وصلت إلى سرعة انتشار الموجات السطحية. يصبح التدفق "دون صوتي". في هذه المنطقة تختفي موجات ماخ. إذا غطست عود ثقاب أو دبوس شعر في التدفق، يمكنك التحقق من ذلك.
...هناك الكثير مما يمكن تعلمه من مراقبة قنوات التصريف.
...إذا انعطفت القناة، فسنواجه حالتين. إليك الحالة الأولى:
..عند أخذ هذا المنعطف، تتسارع المياه. نحصل على ما يُسمى في ميكانيكا الموائع "مروحة تمدد". يشير انطباق الخطوط المميزة إلى هذا التسارع. وبالمقابل، ينخفض ارتفاع الماء، المكافئ للضغط في الغاز. يمكن إكمال هذا الرسم بإظهار العائلة الثانية من موجات ماخ:
....لمعرفة المزيد عن الديناميكا المغناطيسية الهيدروليكية (MHD)، راجع الكتاب المصور الذي نشرته عام 1983 لدى دار بلين للنشر، 8 شارع فيرو، باريس 75006. يمكنك أيضاً الحصول على النسخة القرصية لهذا الألبوم على "قرص لانتورلو". للوصول إلى طلب الشراء، انقر على الأيقونة في أسفل الصفحة.
تم تهيئة العداد في 1 يونيو 2000