Zahájení manipulace MHD1
Přílet bez "třesku".
...Představme si lenticulární profil ponořený do supersonického proudění plynu. Vzniknou rázové vlny (připojené), rovinné vlny. Dvě z těchto vln vyjdou z předního hrany a dvě jiné se nacházejí v blízkosti zadního okraje. V perspektivě:
Pohled ze strany:
Hydraulická analogie.
...Existuje velmi jednoduchý způsob, jak pochopit mechanismus vzniku rázových vln pomocí analogie. V proudění kapaliny s volnou hladinou se šíření povrchových vln rovná šíření zvuku v plynu. Představme si například klidovou hmotu kapaliny. Rybář sleduje svou závažku a lehce táhne za provazek. Tato závažka bude kmitat a vyvolá vznik kruhových vln, které se budou šířit rychlostí několika centimetrů za sekundu:
...V vaší koupelně dosáhnete stejného výsledku pohybem tyčinky nebo zápalky nahoru a dolů.
Pokud je kapalina v pohybu (pohled shora), tyto kruhové vlny, které nebyly vyvolány ve stejném okamžiku, se posunou:
...Obrazec vpravo odpovídá pohybu "zvukovému". Zvukové vlny jsou obrazem tlakové poruchy v plynu. Tyto hydraulické analogie, dříve vyučované na Národní škole pro letecké inženýry (Supaéro), z níž pocházím, byly předmětem laboratorních cvičení.
...Co se stane, když kapalina proudí rychleji než rychlost šíření povrchových vln? Získáme následující schéma:
..Perturbace vyvolané předmětem se budou sčítat podél dvou přímek vycházejících z předmětu.
...Není každému k dispozici řeka. Místo toho, abychom uvažovali o nehybném předmětu v kapalině, můžeme také předmět pohybovat a dosáhnout stejného výsledku. Uděláte to stejně ve vaší koupelně, pohybujete-li zápalkou nebo špičkou dřevěné tyčinky, která je ostrější. Vzniknou tak tzv. "Machovy vlny". Pokud známe rychlost a pohybu povrchových vln a rychlost V pohybu předmětu, je snadné vypočítat úhel Macha a.
...Naopak, pokud změříme tento úhel a, můžeme vypočítat rychlost V kapaliny.
...Machovy vlny jsou tím více nakloněné, čím vyšší je tato rychlost V.
...Přehradní stavební objekt je vynikající hydraulickou laboratoří, kde je rychlost V proměnlivá a roste směrem k dolnímu toku. Pokud umístíte svou zápalku do vody, pozorujete následující:
..Jinou "hydraulickou laboratoří" je kanál. Nerovnosti na vertikální ploše chodníku, které jsou v kontaktu s tekoucí vodou, způsobují vznik Machových vln, stejně jako ty, které jsou na druhém konci kanálu. Povrch vody je tak značen sítí vln, které ukazují jak směr, tak rychlost toku. Kapalina teče podél vnitřní osy symetrie Machových vln. Pokud proud v kanálu probíhá konstantní rychlostí, povrch kapaliny je značen vlnkami, Machovými vlnami, tvořícími "rovnoběžné šrafování":
...Pokud rychlost vody roste směrem ke dolnímu toku, protože stoupá sklon, vlny se nakloní:
..Opačný jev, pokud dochází ke zpomalení kapaliny, protože klesá sklon:
..Toto zpomalení v kanálu může být způsobeno třením vody o dno, když hloubka je dostatečně malá. Pokud pozorně sledujete proudění, pozorujete následující:
...Machovy vlny se postupně zvedají, když se blížíte ke "hranici vody", tření na dně zpomaluje proudění. Když vlny jsou kolmé k proudění, rychlost klesla na rychlost šíření povrchových vln. Proudění se stalo "podzvukovým". V této oblasti zmizí Machovy vlny. Pokud ponoříte zápalku nebo jehlu do proudění, můžete to ověřit.
...Tak mnoho věcí lze naučit pozorováním kanálů.
...Pokud kanál zatočí, můžeme mít dva případy. Zde je první:
..Při zatáčce voda zrychlí. Získáme to, co se v mechanice kapalin nazývá "rozepnutý ventil". Sklon charakteristik signalizuje toto zrychlení. Korespondujícím způsobem klesne výška vody, která odpovídá tlaku v plynu. Můžeme doplnit tento obrázek zobrazením druhé rodiny Machových vln:
....Pro více informací o MHD se odkazujte na komiksy, které jsem vydal v roce 1983 v nakladatelství Belin, 8 rue Férou, Paříž 75006. Můžete také získat verzi na CD tohoto albumu na "Cd-Lanturlu". Přístup k objednávkovému formuláři kliknutím na ikonu v dolní části stránky.
../../../bons_commande/bon_global.htm
Počítadlo inicializováno 1. června 2000