Έναρξη της προσπάθειας MHD1
**Το υπερήχος χωρίς "κρότο". **
...Φανταστείτε ένα προφίλ λεμονιού που βυθίζεται σε ένα υπερήχος αεριώδη ρεύμα. θα δημιουργηθούν κύματα σούντα (προσκολλημένα), επίπεδα κύματα. Δύο από αυτά θα ξεκινήσουν από το πρόσωπο επαφής και δύο άλλα θα τοποθετηθούν κοντά στο περιθώριο του τέλους. Σε προοπτική:
**Προφίλ θέασης: **
Υδραυλική αναλογία.
...Υπάρχει ένας πολύ απλός τρόπος να κατανοήσετε, με αναλογία, το μηχανισμό δημιουργίας των κυμάτων σούντα. Σε ένα ρευστό ροή με ελεύθερη επιφάνεια, η διάδοση των επιφανειακών κυμάτων είναι ισοδύναμη με τη διάδοση του ήχου σε ένα αέριο. Παράδειγμα: ένα ρευστό μάζα σε ηρεμία. Ένας ψαράς παρατηρεί το κομμάτι του και τραβά ελαφρά το νήμα του. Αυτό το κομμάτι θα ταλαντωθεί και θα προκαλέσει την έναρξη κυκλικών κυμάτων, τα οποία θα διαδοθούν σε ταχύτητα της τάξης των μερικών εκατοστών ανά δευτερόλεπτο:
...Στην περίπτωσή σας, θα φτάσετε στο ίδιο αποτέλεσμα στην βαλιτσαριά σας, κινώντας ένα μπαστούνι προς τα πάνω και προς τα κάτω, ή ένα σπίρι.
Αν το ρευστό είναι σε κίνηση (όραση από πάνω), αυτά τα κυκλικά κύματα, που δεν έχουν εκπεμφθεί την ίδια στιγμή, θα αποκλίνουν:
...Η εικόνα της δεξιάς αντιστοιχεί σε κίνηση "ήχου". Τα ηχητικά κύματα είναι η εικόνα μιας παραμόρφωσης πίεσης σε ένα αέριο. Αυτές οι υδραυλικές πειραματικές δραστηριότητες, παλαιότερα διδασκόμενες στο Εθνικό Αεροναυτικό Ινστιτούτο (Supaéro), από το οποίο προέρχομαι, ήταν αντικείμενο πρακτικών εργασιών.
...Τι συμβαίνει όταν το ρευστό κινείται με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα διάδοσης των επιφανειακών κυμάτων; Παίρνουμε το παρακάτω σχήμα:
..Οι παραμορφώσεις που εκπέμπονται από το αντικείμενο θα έχουν τάση να συσσωρευτούν σύμφωνα με δύο γραμμές που προέρχονται από το αντικείμενο.
...Δεν όλοι έχουν ένα ποτάμι στην προσεγγισιμότητά τους. Έτσι, αντί να θεωρήσουμε ένα ακίνητο αντικείμενο που τοποθετείται σε ένα ρευστό ροή, μπορούμε επίσης να κινήσουμε αυτό και να πάρουμε το ίδιο αποτέλεσμα. Θα κάνετε το ίδιο στο νερό της βαλιτσαριάς σας, κινώντας το σπίρι σας, ή την άκρη του μπαστούνιου σας, πιο οξειδωμένη. Θα σχηματιστούν τότε αυτά που ονομάζονται "κύματα Μαχ". Αν γνωρίζετε την ταχύτητα α της διάδοσης των επιφανειακών κυμάτων και την ταχύτητα V της κίνησης του αντικειμένου, είναι εύκολο να υπολογίσετε τη γωνία Μαχ α.
...Αντίστροφα, αν μετρήσετε αυτή τη γωνία α, μπορείτε να υπολογίσετε την ταχύτητα V του ρευστού.
...Τα κύματα Μαχ θα είναι όσο πιο κατακόρυφα όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η ταχύτητα V.
...Ένας αποχετευτικός είναι ένας εξαιρετικός υδραυλικός εργαστήριο όπου η ταχύτητα V είναι μεταβλητή, αυξανόμενη προς την κατεύθυνση της ροής. Αν τοποθετήσετε το σπίρι στο νερό, θα παρατηρήσετε τα εξής:
..Ένας άλλος "υδραυλικός εργαστήριος" αποτελείται από έναν αποχετευτικό. Οι ανωμαλίες που υπάρχουν στην κατακόρυφη επιφάνεια του πεζοδρομίου, σε επαφή με το νερό σε ροή, προκαλούν την έναρξη κυμάτων Μαχ, όπως και εκείνα που περιβάλλουν την άλλη άκρη του υγρού καναλιού. Η επιφάνεια του νερού είναι έτσι στριμμένη από αυτό το δίκτυο κυμάτων, τα οποία δείχνουν ταυτόχρονα την κατεύθυνση και την ταχύτητα της ροής. Το ρευστό ρέει κατά τη διχοτόμο των κυμάτων Μαχ. Αν η ροή στον αποχετευτικό γίνεται σε σταθερή ταχύτητα, η επιφάνεια του υγρού είναι στριμμένη από κυματισμούς, κύματα Μαχ, που σχηματίζουν "παράλληλες κλωστές":
...Αν η ταχύτητα του νερού αυξάνεται προς την κατεύθυνση της ροής, επειδή η κλίση αυξάνει, τα κύματα θα κατακλύσουν:
..Φαινόμενο αντίστροφο αν υπάρχει επιβράδυνση του ρευστού, επειδή η κλίση μειώνεται:
..Αυτή η επιβράδυνση σε έναν αποχετευτικό μπορεί να οφείλεται στην τριβή του νερού στο έδαφος, όταν το βάθος γίνει αρκετά μικρό. Αν παρατηρήσετε προσεκτικά μια ροή, θα παρατηρήσετε τα εξής:
...Τα κύματα Μαχ ανασηκώνονται όσο πλησιάζετε περισσότερο στο "άκρο του νερού", η τριβή στο έδαφος επιβραδύνει τη ροή. Όταν τα κύματα γίνουν κάθετα στη ροή, η ταχύτητα έχει μειωθεί μέχρι την ταχύτητα διάδοσης των επιφανειακών κυμάτων. Η ροή έχει γίνει "υπερήχος". Σε αυτή την περιοχή τα κύματα Μαχ εξαφανίζονται. Αν βυθίσετε ένα σπίρι ή ένα πινέζο στη ροή, θα μπορέσετε να το επαληθεύσετε.
...Υπάρχουν πολλά πράγματα που μπορείτε να μάθετε από την παρατήρηση των αποχετευτικών.
...Αν ο αποχετευτικός στρίβει, θα έχουμε δύο περιπτώσεις. Αυτή είναι η πρώτη:
..Κατά την περιστροφή, το νερό θα επιταχυνθεί. Παίρνουμε αυτό που ονομάζεται στη μηχανική των ρευστών ένα "φύλλο επέκτασης". Το γεγονός ότι οι χαρακτηριστικές γραμμές κατακλύσουν δείχνει αυτή την επιτάχυνση. Συνεπώς, το ύψος του νερού, που είναι ισοδύναμο με την πίεση σε ένα αέριο, θα μειωθεί. Μπορείτε να συμπληρώσετε αυτό το σχέδιο προσθέτοντας τη δεύτερη οικογένεια των κυμάτων Μαχ:
....Για να μάθετε περισσότερα για την MHD, ανατρέξτε στο κόμικ που δημοσίευσα το 1983 στις Εκδόσεις Belin, 8 rue Férou, Παρίσι 75006. Μπορείτε επίσης να έχετε την έκδοση-CD αυτού του τεύχους στο "Cd-Lanturlu". Πρόσβαση στην φόρμα παραγγελίας κάνοντας κλικ στο εικονίδιο στο κάτω μέρος της σελίδας.
../../../bons_commande/bon_global.htm
Μετρητής αρχικοποιημένος στις 1 Ιουνίου 2000