MHD1の操作開始
音速を超える飛行における「バーン」なし
...超音速気流に浸されたレンズ型のプロファイルを想像してください。衝撃波(付着型)が発生し、平面波となります。これらの衝撃波のうち2つは先端から出発し、他の2つは後縁付近に存在します。俯瞰図では:
側面図:
水力学的類比。
...衝撃波の形成メカニズムを理解するための非常に簡単な方法は、水力学的類比を用いることです。自由表面を持つ流体の流れにおいて、表面波の伝播は気体中の音波の伝播と等価です。例えば、静止した流体の塊を考えてみましょう。釣り人がフロートを観察し、軽くラインを引くと、このフロートは振動し、数cm/s程度の速度で円形波を発生させます:
...お風呂で、箸や火柴を上下に動かすことで同じ結果を得ることができます。
流体が動いている場合(上から見た図)では、同時に発生しなかった円形波はずれていきます:
...右の図は「音速」の動きを表しています。音波は気体中の圧力擾乱の画像です。かつて私はSupaéro(フランス国立航空技術大学)で学び、その頃は水力学的類比の実験が実習として行われていました。
...流体が表面波の伝播速度より速く動いている場合、以下の図のようになります:
...物体によって発生した擾乱は、物体から出る2本の線に沿って蓄積していきます。
...誰もが川を持っているわけではありません。そのため、静止した物体を流体の中に置く代わりに、物体を動かすことで同じ結果を得ることができます。お風呂の水で火柴や木の箸の先を動かすことで、同じように「マッハ波」ができます。もし表面波の移動速度をa、物体の移動速度をVとすれば、マッハ角aは簡単に計算できます。
...逆に、この角度aを測定すれば、流体の速度Vが計算できます。
...この速度Vが大きいほど、マッハ波はより水平になります。
...放水路は、流速Vが下流に向かって増加するため、優れた水力学の実験室です。水に火柴を置くと、以下の現象が観察されます:
...もう一つの「水力学の実験室」は溝(カネイヴ)です。溝の垂直な壁面に接触する水の流れによって、マッハ波が発生します。また、溝の反対側の端にも同様の波が発生します。このように、水面は波のネットワークによって縦縞模様になります。この縦縞は流れの方向と速度を示しています。流体はマッハ波の内角の二等分線に沿って流れます。もし溝の流れが一定速度で行われれば、水面は平行なマッハ波によって縦縞模様になります:
...水の速度が下流に向かって増加する(勾配が増す)と、波は水平になります:
...逆に、流体の速度が遅くなる(勾配が減少する)と、波は逆に立ち上がります:
...溝での流体の速度低下は、水深が十分に浅くなったときに、水と床との摩擦によって起こります。流れをよく見ると、以下の現象が観察されます:
...波は「水の端」に近づくにつれて立ち上がります。床との摩擦によって流れが遅くなるためです。波が流れと垂直になるとき、速度は表面波の伝播速度まで低下します。この領域では流れは「亜音速」になります。この領域ではマッハ波は消えます。火柴やヘアピンを流れに浸すことで、これを確認できます。
...溝の観察から多くのことを学ぶことができます。
...もし溝が曲がっていれば、2つのケースが考えられます。最初のケースは以下の通りです:
...このカーブを通過するとき、水は加速します。これは流体力学で「膨張扇」と呼ばれます。特徴線が水平になることでこの加速が示されています。対応して、水の高さ(気体中の圧力に相当)は低下します。この図にマッハ波の第二の系列を追加することができます:
...MHDについてさらに知りたい場合は、1983年にBelin社から出版したコミックブックを参照してください。8 rue Férou, Paris 75006。また、「Cd-Lanturlu」のCD版も入手可能です。注文用紙へのアクセスは、ページ下部のアイコンをクリックしてください。
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初期カウンターは2000年6月1日にリセットされました