ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распространение возмущений давления в сжимаемой жидкости (газе) и движение тела со сверхзвуковой скоростью из "Механика Изд.3 " При малых скоростях движения воздух можно считать несжимаемым. Как мы видели (см. 105), допускаемая при этом ошибка еще не так велика при скорости, меньшей 100 м/с. Скорость звука в воздухе при обычных условиях (1 15 °С, р — 760 мм рт. ст.) равна 340 м/с. Когда скорость движения тела в воздухе возрастает, то необходимо считаться с его сжимаемостью. [c.407] Распространение какого-либо импульса давления в воздухе (если этот имиульс не так велик) происходит со скоростью звука в воздухе. Если в каком-либо месте воздушной среды увеличим давление, сожмем воздух, а затем предоставим его самому себе, то воздух начнет разжиматься и приведет в движение соседние частицы воздуха, которые в свою очередь приведут в движение находящиеся за нимн частицы, и т. д. В среде будет распространяться возмущение, или волна, со скоростью 340 м/с. [c.407] Эта формула определяет скорость распространения звука, так как в звуковой волне имеют место очень малые изменения давления и плотности dp и dp. [c.409] Допустим, что маленькое твердое тело, которое можно считать точкой, движется прямолинейно со сверхзвуковой скоростью V в среде (газе). Во время движения тело сталкивается с покоящимися частицами среды. В результате этих ударов возникают импульсы, распространяющиеся во все стороны в окружающем пространстве с постоянной скоростью звука с. Очевидно, что фронт волны представляет собой сферу, так как частицы среды не движутся. [c.410] Все участки волн, прилегающие к поверхности конуса, имеют одну и ту же форму налагаясь, они здесь будут усиливать друг друга. [c.411] что только часть пространства, находящегося внутри конуса, который называют конусом Маха, возмущена движущейся частицей. Все остальные частицы среды в момент времени I находятся в покое. Следовательно, картину движения тела (точки) со сверхзвуковой скоростью можно представить себе как непрерывный процесс распространения последовательности звуковых волн внутри конуса Маха, движущегося вместе с телом. Чем больше скорость V, тем меньше а, тем уже раствор конуса, тем меньшая область пространства возмущена движущейся частицей. [c.411] что на образование волн расходуется энергия кинетическая энергия тела отчасти превращается в энергию звуковых волн, и, следовательно, на тело действует суша сопротивления движению , которая называется силой волнового сопротивления. Колебания в звуковых волнах со временем ослабляются, так как волны с течением времени занимают все большую область пространства и затухают вследствие внутреннего трения в газе в конце концов хвост конуса рассеивается в пространстве. [c.411] Если бы частица двигалась не со сверхзвуковой скоростью, то от нее также распространялись бы звуковые волны, но характер их был бы совсем другим возмущение занимало бы все пространство газа, что можно представить себе, рассматривая рис. 338, где положение тела и фронт посылаемой им волны отмечены одинако-вылш цифрами. Если частица долго двигалась до данного момента, то волны занимают все пространство. [c.411] При скорости тела, равной скорости звука, область возму-тдения занимает половину пространства, так как угол раствора конуса Маха равен 2а я (соответствующая картина показана на рис. 339). [c.411] В действительности картина явления сложнее, удары частиц среды о тело очень сильны, т. е. они вызывают достаточно большие изменения давления, и характер возмущений, распространяющихся в окружающем пространстве, оказывается несколько иным возмущения уже не описываются совокупностью (суммой) простых акустических волн с малыми изменениями плотности среды и давления. Это отличие особенно заметно у относительно толстых тел с затупленным носком о нем мы расскажем в следующем параграфе. [c.413] Вернуться к основной статье