Механика сплошных сред. Алешкевич В.А - 86 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

86 Ìåõàíèêà ñïëîøíûõ ñðåä
â 80-å ãîäû â ÑÑÑÐ. Ïîëåò ýêðàíîïëàíà «Ëóíü» (äåêàáðü 1989 ã.) ïîêàçàí íà
ôîòîãðàôèè (ðèñ. 4.34). Ýêðàíîïëàí ñîåäèíÿåò â ñåáå ïîëîæèòåëüíûå êà÷å-
ñòâà ñàìîëåòîâ è êîðàáëåé, ÷òî ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü åãî äëÿ ïåðåâîçêè
ïàññàæèðîâ è ãðóçîâ, ïîèñêîâî-ñïàñàòåëüíûõ ðàáîò, âîåííûõ öåëåé è äð. Ñêî-
ðîñòü äâèæåíèÿ òàêèõ ñóäîâ ó ýêðàíà ñîñòàâëÿåò 400550 êì/÷, ïðè ïîëåòå
âíå ýêðàíà  äî 750 êì/÷; âûñîòà ïîëåòà âíå ýêðàíà  äî 7500 ì; ìîðåõîä-
íîñòü ïðè ïîñàäêå â ìîðå  äî 5 áàëëîâ (âûñîòà âîëíû äî 3,5 ì). Ýêðàíîïëàí
ìîæåò ïðèíÿòü íà áîðò äî 800 ÷åëîâåê.
Ñâåðõçâóêîâîå îáòåêàíèå òåë.
Îáòåêàíèå òåëà âîçäóøíûì ïî-
òîêîì, ñêîðîñòü êîòîðîãî ïðåâûøàåò
ñêîðîñòü çâóêà â âîçäóõå, èìååò ðÿä
ñïåöèôè÷åñêèõ îñîáåííîñòåé. Ðàññìîò-
ðèì âíà÷àëå îáòåêàíèå ñèëüíî âûòÿ-
íóòîãî âäîëü ïîòîêà òåëà, íàïîìèíà-
þùåãî èãëó (ðèñ. 4.35). Â íåïîñðåäñòâåí-
íîé áëèçîñòè ïåðåä îñòðèåì â ò. Î âîç-
íèêàåò âîçìóùåíèå ïëîòíîñòè âîçäó-
õà ∆ρ > 0. Ýòî âîçìóùåíèå â íåïîä-
âèæíîì âîçäóõå ðàñïðîñòðàíÿëîñü áû
â âèäå ñôåðè÷åñêèõ âîëí, ðàäèóñ êî-
òîðûõ R óâåëè÷èâàëñÿ áû ñî âðåìåíåì
ïî çàêîíó: R = ct. Â ñâåðõçâóêîâîì ïî-
òîêå ýòè âîçìóùåíèÿ áóäóò ñíîñèòüñÿ
ïîòîêîì è îñòàâàòüñÿ âíóòðè êîíóñà
âîçìóùåíèé êîíóñà Ìàõà ñ óãëîì
sin /α= <cv1.
Âîñïîëüçóåìñÿ ïðèíöèïîì îáðà-
òèìîñòè äâèæåíèÿ, ñîãëàñíî êîòîðîìó,
îáòåêàíèå òåëà âîçäóõîì ýêâèâàëåíòíî
äâèæåíèþ òåëà â íåïîäâèæíîì âîçäóõå.
Ñ ó÷åòîì ýòîãî ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ïðè
äâèæåíèè òåëà ñî ñâåðõçâóêîâîé ñêîðî-
ñòüþ âîçáóæäàþòñÿ âîçìóùåíèÿ ïëîòíî-
ñòè è äàâëåíèÿ, ëîêàëèçîâàííûå íà ïî-
âåðõíîñòè äâèæóùåãîñÿ ñ òåëîì êîíóñà
Ìàõà. Êîãäà ýòî âîçìóùåíèå äîñòèãàåò
íåïîäâèæíûõ ÷àñòèö âîçäóõà, òî ïîñëå-
äíèå ïîëó÷àþò âîçäåéñòâèå, ïîäîáíîå
óäàðó, è ïðèõîäÿò â äâèæåíèå. Ïîýòîìó
ðàñïðîñòðàíåíèå òàêîãî âîçìóùåíèÿ íî-
ñèò íàçâàíèå óäàðíîé âîëíû.
Ïðè îáòåêàíèè ñâåðõçâóêîâûì
ïîòîêîì êîíè÷åñêîãî òåëà (ðèñ. 4.36à) ëè-
íèè òîêà «ïðåëîìëÿþòñÿ» íà ïîâåðõíîñ-
òè ôðîíòà óäàðíîé âîëíû  êîíóñà Ìàõà.
Äëÿ êëàññèôèêàöèè òå÷åíèÿ ââîäÿò ÷èñ-
Ðèñ. 4.35
M >1
M >1
ñêà÷îê
ïëîòíîñòè
ñêà÷îê
ïëîòíîñòè
M =1
M =1
M <1
M <1
Ðèñ. 4.36
à
á
v > c
ñêà÷îê
ïëîòíîñòè
R = ct
O
v t
α
86                                           Ìåõàíèêà ñïëîøíûõ ñðåä
â 80-å ãîäû â ÑÑÑÐ. Ïîëåò ýêðàíîïëàíà «Ëóíü» (äåêàáðü 1989 ã.) ïîêàçàí íà
ôîòîãðàôèè (ðèñ. 4.34). Ýêðàíîïëàí ñîåäèíÿåò â ñåáå ïîëîæèòåëüíûå êà÷å-
ñòâà ñàìîëåòîâ è êîðàáëåé, ÷òî ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü åãî äëÿ ïåðåâîçêè
ïàññàæèðîâ è ãðóçîâ, ïîèñêîâî-ñïàñàòåëüíûõ ðàáîò, âîåííûõ öåëåé è äð. Ñêî-
ðîñòü äâèæåíèÿ òàêèõ ñóäîâ ó ýêðàíà ñîñòàâëÿåò 400–550 êì/÷, ïðè ïîëåòå
âíå ýêðàíà — äî 750 êì/÷; âûñîòà ïîëåòà âíå ýêðàíà — äî 7500 ì; ìîðåõîä-
íîñòü ïðè ïîñàäêå â ìîðå — äî 5 áàëëîâ (âûñîòà âîëíû äî 3,5 ì). Ýêðàíîïëàí
ìîæåò ïðèíÿòü íà áîðò äî 800 ÷åëîâåê.


                                           Ñâåðõçâóêîâîå îáòåêàíèå òåë.
                                           Îáòåêàíèå òåëà âîçäóøíûì ïî-
                ñêà÷îê              òîêîì,  ñêîðîñòü êîòîðîãî ïðåâûøàåò
 v >c           ïëîòíîñòè
                             R= c t ñêîðîñòü  çâóêà â âîçäóõå, èìååò ðÿä
              O       α             ñïåöèôè÷åñêèõ   îñîáåííîñòåé. Ðàññìîò-
                                    ðèì âíà÷àëå îáòåêàíèå ñèëüíî âûòÿ-
                      vt            íóòîãî âäîëü ïîòîêà òåëà, íàïîìèíà-
                                    þùåãî èãëó (ðèñ. 4.35). Â íåïîñðåäñòâåí-
                                    íîé áëèçîñòè ïåðåä îñòðèåì â ò. Î âîç-
              Ðèñ. 4.35             íèêàåò âîçìóùåíèå ïëîòíîñòè âîçäó-
                                    õà ∆ρ > 0. Ýòî âîçìóùåíèå â íåïîä-
                                    âèæíîì âîçäóõå ðàñïðîñòðàíÿëîñü áû
                       M =1         â âèäå ñôåðè÷åñêèõ âîëí, ðàäèóñ êî-
                            M <1    òîðûõ R óâåëè÷èâàëñÿ áû ñî âðåìåíåì
     M >1                           ïî çàêîíó: R = ct. Â ñâåðõçâóêîâîì ïî-
                                    òîêå ýòè âîçìóùåíèÿ áóäóò ñíîñèòüñÿ
                               à    ïîòîêîì è îñòàâàòüñÿ âíóòðè êîíóñà
                                    âîçìóùåíèé — êîíóñà Ìàõà ñ óãëîì
                                     sin α = c / v < 1 .
                                             Âîñïîëüçóåìñÿ ïðèíöèïîì îáðà-
                                     òèìîñòè äâèæåíèÿ, ñîãëàñíî êîòîðîìó,
            ñêà÷îê                   îáòåêàíèå òåëà âîçäóõîì ýêâèâàëåíòíî
            ïëîòíîñòè
                                     äâèæåíèþ òåëà â íåïîäâèæíîì âîçäóõå.
                                     Ñ ó÷åòîì ýòîãî ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ïðè
                                     äâèæåíèè òåëà ñî ñâåðõçâóêîâîé ñêîðî-
                 M =1                ñòüþ âîçáóæäàþòñÿ âîçìóùåíèÿ ïëîòíî-
                           M <1      ñòè è äàâëåíèÿ, ëîêàëèçîâàííûå íà ïî-
                                     âåðõíîñòè äâèæóùåãîñÿ ñ òåëîì êîíóñà
         M >1                        Ìàõà. Êîãäà ýòî âîçìóùåíèå äîñòèãàåò
                                     íåïîäâèæíûõ ÷àñòèö âîçäóõà, òî ïîñëå-
                                     äíèå ïîëó÷àþò âîçäåéñòâèå, ïîäîáíîå
                                á    óäàðó, è ïðèõîäÿò â äâèæåíèå. Ïîýòîìó
                                     ðàñïðîñòðàíåíèå òàêîãî âîçìóùåíèÿ íî-
                                     ñèò íàçâàíèå óäàðíîé âîëíû.
                                             Ïðè îáòåêàíèè ñâåðõçâóêîâûì
     ñêà÷îê                          ïîòîêîì êîíè÷åñêîãî òåëà (ðèñ. 4.36à) ëè-
     ïëîòíîñòè                       íèè òîêà «ïðåëîìëÿþòñÿ» íà ïîâåðõíîñ-
                                     òè ôðîíòà óäàðíîé âîëíû — êîíóñà Ìàõà.
                                     Äëÿ êëàññèôèêàöèè òå÷åíèÿ ââîäÿò ÷èñ-
               Ðèñ. 4.36

Страницы