Начало манипуляции MHD1
Сверхзвуковой полет без "хлопка".
...Представим себе линзовидный профиль, погруженный в сверхзвуковой газовый поток. Возникнут ударные волны (прикрепленные), плоские волны. Две из этих волн будут исходить из передней кромки, а две другие расположатся вблизи задней кромки. В перспективе:
Профильный вид:
Гидравлическая аналогия.
...Существует очень простой способ понять, по аналогии, механизм образования ударных волн. В потоке жидкости с свободной поверхностью распространение поверхностных волн эквивалентно распространению звука в газе. Возьмем, например, покоящуюся массу жидкости. Рыбак наблюдает за поплавком и слегка тянет за леску. Этот поплавок будет колебаться и вызовет появление круговых волн, которые будут распространяться со скоростью порядка нескольких сантиметров в секунду:
...В вашей ванне вы получите тот же результат, двигая вверх и вниз палочку или спичку.
Если жидкость движется (вид сверху), эти круговые волны, созданные в разное время, будут смещены:
...Изображение справа соответствует "звуковому" движению. Звуковые волны - это изображение возмущения давления в газе. Эти гидравлические аналогии, когда-то преподававшиеся в Национальной высшей школе аэронавтики (Supaéro), откуда я вышел, были предметом лабораторных работ.
...Что происходит, когда жидкость движется со скоростью, превышающей скорость распространения поверхностных волн? Получается следующая схема:
..Пerturbations, излученные объектом, будут складываться по двум линиям, исходящим из объекта.
...Не у всех есть река под рукой. Поэтому вместо рассмотрения неподвижного объекта, находящегося в потоке жидкости, можно также двигать его и получить тот же результат. Вы можете сделать то же самое в воде вашей ванны, двигая спичкой или кончиком деревянной палочки, более острым. Тогда образуются так называемые "волны Маха". Если вы знаете скорость распространения поверхностных волн a и скорость движения объекта V, вы легко можете рассчитать угол Маха a.
...Напротив, если измерить этот угол a, вы можете рассчитать скорость V жидкости.
...Чем выше скорость V, тем более плоскими будут волны Маха.
...Слив - отличный гидравлический лаборатория, где скорость V изменяется, увеличиваясь вниз по потоку. Если вы поместите спичку в воду, вы увидите следующее:
..Другой "гидравлический лаборатория" представляет собой желоб. Неровности на вертикальной поверхности тротуара, находящейся в контакте с текущей водой, вызывают появление волн Маха, так же как и те, что находятся на другом конце канала. Поверхность воды таким образом покрыта сетью волн, которые указывают как направление, так и скорость потока. Жидкость течет по биссектрисе внутренних волн Маха. Если поток в желобе происходит с постоянной скоростью, поверхность воды будет покрыта волнами Маха, образуя "параллельные штриховки":
...Если скорость воды увеличивается вниз по потоку, потому что уклон увеличивается, волны будут ложиться:
..Обратный эффект, если жидкость замедляется, потому что уклон уменьшается:
..Это замедление в желобе может быть вызвано трением воды о дно, когда глубина становится достаточно мелкой. Если вы внимательно посмотрите на поток, вы увидите следующее:
...Волны Маха поднимаются по мере приближения к "краю воды", поскольку трение о дно замедляет поток. Когда волны становятся перпендикулярными потоку, скорость уменьшается до скорости распространения поверхностных волн. Поток становится "субзвуковым". В этой области волны Маха исчезают. Если вы опустите спичку или булавку в поток, вы сможете это проверить.
...Таким образом, многое можно узнать, наблюдая за желобами.
...Если желоб поворачивает, мы получаем два случая. Вот первый:
..При этом повороте вода ускоряется. Получается то, что в гидродинамике называется "расширением". То, что характеристики ложатся, указывает на это ускорение. Соответственно, высота воды, эквивалентная давлению в газе, уменьшается. Вы можете дополнить этот рисунок, добавив вторую семью волн Маха:
....Для получения дополнительной информации о MHD, обратитесь к комиксу, который я опубликовал в 1983 году в издательстве Belin, 8 rue Férou, Париж 75006. Вы также можете получить версию-CD этого альбома на "Cd-Lanturlu". Доступ к форме заказа по клику на иконку внизу страницы.
../../../bons_commande/bon_global.htm
Счетчик, установленный 1 июня 2000 года