→ У какого самолета очень сильный звук. Что такое воздушная яма? Полет на самолете. Нисходящие и восходящие потоки

У какого самолета очень сильный звук. Что такое воздушная яма? Полет на самолете. Нисходящие и восходящие потоки

Малые беспилотные летательные аппараты с каждым годом получают все большее распространение - их используют в съемках телепередач и музыкальных клипов, для патрулирования территорий или просто ради удовольствия. Управление дронами не требует специального разрешения, а их стоимость постоянно снижается. В итоге авиационные власти некоторых стран решили изучить, представляют ли эти устройства опасность для пассажирских самолетов. Результаты первых исследований получились противоречивыми, но в целом регуляторы пришли к выводу, что полеты частных дронов следует взять под контроль.

В июле 2015 года самолет авиакомпании Lufthansa, заходивший на посадку в аэропорту Варшавы, чуть было не столкнулся с мультикоптером, пролетев на расстоянии менее ста метров от него. В апреле 2016 года пилоты пассажирского самолета компании British Airways, приземлившегося в аэропорту Лондона, доложили диспетчерам о столкновении с дроном при заходе на посадку. Позднее, правда, следствие пришло к выводу, что никакого дрона не было, а то, что летчики приняли за него, скорее всего было обычным пакетом, поднятым ветром с земли. Впрочем уже в июле 2017 года в британском аэропорту «Гатвик» самолет чуть было не столкнулся с дроном, после чего диспетчеры вынуждены были закрыть для посадки одну полосу и перенаправить пять рейсов на резервные полосы.

По данным британской исследовательской организации UK Airprox Board, в 2016 году в Великобритании был зафиксирован 71 случай опасного сближения пассажирских самолетов с дронами. Опасным сближением в авиации считается сближение самолета с другим самолетом на расстояние менее 150 метров. С начала текущего года случаев подлета дронов к самолетам в Великобритании было зафиксировано уже 64. В США в прошлом году авиационные власти зарегистрировали чуть менее 200 случаев опасного сближения. При этом насколько именно малые беспилотники могут быть опасны для пассажирских самолетов, авиационные власти пока представляют себе плохо. Некоторые специалисты ранее предполагали, что столкновение с дроном для пассажирского лайнера будет не опаснее обычного столкновения с птицами.

По данным специализированного издания Aviation Week & Space Technology, с 1998 года во всем мире из-за столкновения в воздухе пассажирских рейсов с птицами погибли 219 человек, причем заметная часть из них выполняла полеты на небольших частных самолетах. При этом ежегодно авиакомпании по всему миру тратят в общей сложности 625–650 миллионов долларов на устранение повреждений, полученных пассажирскими самолетами из-за столкновения с птицами. Кстати, в целом пассажирские лайнеры считаются устойчивыми к прямому попаданию пернатых. При разработке и испытании новых самолетов даже проводятся специальные проверки - самолет обстреливают тушками различных птиц (уток, гусей, кур), чтобы определить его устойчивость к таким повреждениям. Проверка двигателей на заброс в них птицы вообще является обязательной.

В середине марта прошлого года исследователи из американского Университета Джорджа Мейсона , в которой объявили, что угроза дронов для авиации сильно преувеличена. Они изучили статистику столкновения самолетов с птицами за период с 1990 по 2014 год, включая эпизоды, закончившиеся человеческими жертвами. В итоге ученые пришли к выводу, что реальная вероятность опасного столкновения дрона с самолетом не так велика: всего один случай за 187 миллионов лет должен закончиться масштабной катастрофой.

Чтобы попытаться определить, действительно ли дроны представляют угрозу для пассажирских самолетов, в 2016 году авиационные власти Европейского Союза и Великобритании заказали два независимых исследования. Инженеры, которые проводят эти исследования, обстреливают разные фрагменты самолетов дронами различной конструкции или их деталями с целью вызвать реальные повреждения, которые пассажирские летательные аппараты могут получить при столкновении. Параллельно проводится математическое моделирование таких столкновений. Исследования проводятся в несколько этапов, первые из которых уже завершены, а результаты представлены заказчикам. Как ожидается, после полного завершения работ авиационные власти разработают новые правила регистрации и эксплуатации дронов частными лицами.

Дрон врезается в ветровое стекло пассажирского самолета во время испытаний, проводившихся в Великобритании

Сегодня в разных странах единых правил полетов дронов не существует. Так, в Великобритании не требуется регистрировать и лицензировать дроны массой менее 20 килограммов. При этом эти аппараты должны выполнять полеты в зоне прямой видимости оператора. Частным беспилотникам с камерами нельзя подлетать к людям, зданиям и автомобилям на расстояние ближе 50 метров. В Италии вообще практически нет специальных правил для беспилотников, кроме одного - дронам нельзя летать на большим скоплением людей. А в Ирландии, например, все дроны массой более одного килограмма должны быть зарегистрированы в Управлении гражданской авиации страны. К слову, в Евросоюзе Ирландия является одним из ярых сторонников ужесточения правил использования дронов.

Между тем, пока в Европе планируют закручивать гайки, в США, наоборот, полеты дронов намерены сделать более свободными. Так, в начале этого года Федеральное управление гражданской авиации США пришло к выводу, что легкие потребительские квадрокоптеры не представляют большой угрозы для самолетов, хотя их полеты вблизи аэропортов и недопустимы. В феврале американские компании 3DR, Autodesk и Atkins уже получили разрешение на управление полетами дронов в самом загруженном аэропорту мира - Международном аэропорту Хартсфилд-Джексон Атланта, ежегодно пропускающем через себя около ста миллионов пассажиров. Здесь квадрокоптеры использовались для составления трехмерных карт аэропорта в высоком разрешении. Они выполняли полеты в прямой видимости оператора и под контролем авиадиспетчеров.

Первой результаты исследования в октябре прошлого года опубликовала рабочая группа Европейского агентства по авиационной безопасности. Эти исследователи пришли к выводу, что серьезной угрозы любительские дроны для пассажирских самолетов не представляют. Участники рабочей группы во время работы сосредоточились на изучении последствий воздушных столкновений пассажирских самолетов с дронами массой до 25 килограммов. Для исследования беспилотники были разделены на четыре категории: крупные (массой более 3,5 килограмма), средние (до 1,5 килограмма), малые (до 0,5 килограмма) и «безвредные» (до 250 граммов). Для каждой категории специалисты определили степень опасности, которая оценивалась по пятибалльной шкале: 1-2 - высокая, 3-5 - низкая. Безопасными считались аппараты, получившие четыре-пять баллов.

Для определения степени опасности исследователи использовали данные о высотах полета аппаратов по категориям, учитывали вероятность их появления в едином воздушном пространстве с самолетами, а также результаты компьютерного и натурного испытаний столкновения дронов и лайнеров. Кроме того, индивидуальная степень опасности оценивалась для каждого беспилотного аппарата по четырем пунктам: повреждения корпуса, угроза жизни пассажиров, угроза жизни экипажа, угроза нарушения расписания полетов. Для упрощения оценки исследователи вели расчеты для самолетов, летящих на скорости в 340 узлов (630 километров в час) на высоте трех тысяч метров и более и на скорости в 250 узлов на меньшей высоте.

По итогам всех вычислений участники европейской рабочей группы пришли к выводу, что малые дроны на высоте до трех тысяч метров практически не представляют угрозы для пассажирских самолетов. Дело в том, что такие аппараты на большую высоту, где они могут столкнуться с самолетом, поднимаются крайне редко. Кроме того, они имеют очень маленькую массу. Средние дроны, по оценке специалистов, не представляют серьезной угрозы для лайнеров. Лишь если аппарат массой 1,5 килограмма (такую массу имеет большая часть любительских дронов) столкнется с самолетом на высоте более трех тысяч метров, он может угрожать безопасности полетов. Крупные аппараты признаны опасными для пассажирских самолетов на всех высотах полетов.

По итогам натурных испытаний выяснилось, что в случае столкновения с дронами наибольшие повреждения могут получить ветровые стекла лайнеров, носовые обтекатели, передние кромки крыла, а также двигатели. В целом же ущерб от дронов массой до 1,5 килограмма может быть сопоставим с ущербом от птиц, с которыми самолеты регулярно сталкиваются в воздухе. Теперь же европейские специалисты готовятся к расширенному исследованию. На этот раз будут изучаться повреждения, которые дроны могут наносить двигателям пассажирских самолетов, а также оцениваться вероятность попадания аккумуляторов в технологические отверстия.

К слову, ранее ученые из Политехнического университета Вирджинии провели компьютерное моделирование ситуаций, в которых различные дроны попадают в работающий авиационный двигатель. Исследователи пришли к выводу, что серьезную опасность для движков представляют аппараты массой более 3,6 килограмма. Попав в двигатель, они будут разрушать лопатки вентилятора и разрушаться сами. Затем фрагменты лопаток вентилятора и дрона попадут во внешний воздушный контур, откуда их выбросит наружу, а также во внутренний контур - компрессор, камеру сгорания и зону турбины. Скорость обломков внутри движка может достигать 1150 километров в час. Таким образом, при столкновении при взлете с беспилотником массой 3,6 килограмма двигатель полностью перестанет работать меньше чем за секунду.


Между тем итоги британского исследования были подведены в середине текущего года - в июле компания QinetiQ, проводившая работы, передала отчет Национальной службе управления воздушным движением Великобритании. В исследовании, проводившемся британской компанией, использовалась специально спроектированная пневматическая пушка, которая с заданными скоростями выстреливала дронами и их деталями в передние части списанных самолетов и вертолетов. Для стрельбы использовались квадрокоптеры массой 0,4, 1,2 и 4 килограмма, а также беспилотники самолетного типа массой до 3,5 килограмма. По итогам стрельб специалисты пришли к выводу, что любые дроны опасны для легких самолетов и вертолетов, не имеющих специального сертификата защищенности от столкновений с птицами.

Пассажирские самолеты с защитой от птиц могут получить серьезные повреждения от дронов при полете на крейсерской скорости, которая составляет от 700 до 890 километров в час. К серьезным повреждениям исследователи отнесли разрушение ветровых стекол при столкновении с тяжелыми частями дронов - металлическими деталями корпуса, камерой и аккумулятором. Эти детали, пробив ветровое стекло, могут залететь в кабину пилотов, повредить панели управления и ранить летчиков. Опасными для лайнеров были сочтены аппараты массой от двух до четырех килограммов. Следует отметить, что крейсерскую скорость пассажирские самолеты развивают уже на большой высоте (обычно около десяти тысяч метров), на которую любительские дроны подниматься просто неспособны.

По данным компании QinetiQ, дроны массой четыре килограмма могут быть опасными для пассажирских самолетов на небольших скоростях полета, например при заходе на посадку. При этом тяжесть повреждений самолета во многом зависит от конструкции дрона. Так, во время испытаний выяснилось, что беспилотники с камерой, размещенной на подвесе под корпусом, имеют небольшие шансы пробить ветровое стекло пассажирского самолета. Дело в том, что при столкновении о стекло сперва ударится камера на подвесе, а затем уже корпус беспилотника. При этом камера и ее подвес сыграют роль своего рода амортизатора, приняв на себя часть энергии удара. Как ожидается, британские авиационные власти, выступающие за резкое ужесточение правил полетов дронов, закажут проведение дополнительного исследования.

Часть серийно выпускаемых сегодня дронов уже имеет функцию геозонирования. Это означает, что аппарат постоянно обновляет базу данных зон, закрытых для полетов беспилотников. В такой зоне беспилотник просто не взлетит. Однако помимо серийных аппаратов существуют и самодельные дроны, которые могут залетать в воздушное пространство аэропортов. И их довольно много. В целом же до сих пор ни одного случая столкновения самолета с дроном зарегистрировано не было, но это всего лишь вопрос времени. И даже если малые беспилотники и не представляют серьезной угрозы для пассажирских самолетов, они все равно могут оказать негативное влияние на авиацию, увеличив и без того немалые расходы компаний на ремонт лайнеров.

Василий Сычёв

Многие люди боятся летать самолетами. Психологи утверждают, что существует даже такое понятие, как «аэрофобия». Пациенты с таким диагнозом испытывают настоящий ужас от одной только мысли о том, чтобы подняться в воздух. Самые сильные негативные эмоции вызывают попадания в воздушные ямы и турбулентность. Подобные моменты неприятны даже для тех, кто не испытывает страха перед полетами. Однако пилоты утверждают, что на самом деле это вполне обычное природное явление, которое можно объяснить научным языком, и никакой беды оно пассажирам авиалайнера не принесет. Сегодня мы решили рассказать вам, что такое на самом деле воздушная яма, и стоит ли ее бояться.

Объяснение термина

Обычному человеку довольно сложно понять, что же на самом деле представляет собой воздушная яма. Каждый понимает, что в небе не существует шоссе и дорожное покрытие, а, следовательно, не может быть никаких ям. К примеру, когда речь идет об управлении автомобилем любому абсолютно ясно, что на дороге может возникнуть препятствие либо яма, которую опытный водитель сможет обрулить. А вот как быть, если вы попали в воздушную яму? Можно ли ее миновать? И насколько она опасна? На все эти вопросы мы ответим в следующих разделах статьи. Но давайте разбираться в этой непростой теме постепенно.

Ученые уже давно выяснили, что воздушные потоки неоднородны. Они имеют разную направленность, температуру и даже плотность. Все это сказывается на авиалайнерах, следующих по определенным маршрутам. В случае когда самолет встречает на пути потоки более низкой температуры, создается полная иллюзия кратковременного падения. Тогда мы обычно говорим, что судно провалилось в воздушную яму. Однако на самом деле это всего лишь иллюзия, которую легко объяснить с помощью современной науки.

Нисходящие и восходящие потоки

Чтобы понять, как образуются воздушные ямы, необходимо получить полное представление о движении воздушных потоков. Согласно законам физики, нагретый воздух всегда поднимается вверх, а охлажденный опускается вниз. Теплые потоки называют восходящими, они всегда стремятся ввысь. А холодный воздух принято считать нисходящим, и он подобно воронке тянет вниз все, что попадается ему на пути.

Именно из-за движения этих потоков образуются столь нелюбимые пассажирами воздушные ямы при полете. Они заставляют путешественников испытать очень неприятные ощущения, которые многие долго не могут забыть.

Принцип образования воздушных ям

Несмотря на то что современная авиастроительная промышленность уже давно оснастила свои новые лайнеры обилием технологических новинок, призванных сделать полет комфортным и безопасным, до сих пор никому не удалось избавить пассажиров от неприятных ощущений, вызванных нисходящими воздушными массами. Итак, самолет попал в воздушную яму. Что происходит с ним в этот момент?

Даже во время полета в хороших погодных условиях авиалайнер может натолкнуться на поток холодного воздуха. Так как он является нисходящим, то начинает существенно тормозить скорость подъема самолета. Примечательно, что по прямой он идет с прежними показателями, однако немного теряет высоту. Обычно это длится всего лишь несколько мгновений.

Затем авиалайнер встречается с восходящим потоком, который начинает выталкивать его вверх. Это позволяет воздушному судну набрать прежнюю высоту и продолжить полет в штатном режиме.

Ощущения пассажиров

Тем, кто никогда не попадал в воздушные ямы довольно сложно понять, что чувствуют пассажиры самолетов. Обычно люди жалуются на то, что они испытывают спазмы в желудке, подступающую к горлу тошноту и даже, длящуюся доли секунд, невесомость. Все это сопровождается иллюзией падения, которая воспринимается максимально реалистично. Совокупность ощущений приводит к неконтролируемому страху, именно он в дальнейшем не позволяет большинству людей спокойно переносить перелеты и вызывает аэрофобию.

Стоит ли паниковать?

К сожалению, ни один самый высокопрофессиональный пилот не сможет миновать воздушную яму. Ее невозможно облететь и даже марка и класс самолета не смогут уберечь пассажиров от неприятных впечатлений.

Пилоты утверждают, что в момент попадания в нисходящий поток самолет на время теряет управление. Но паниковать из-за этого не стоит, подобная ситуация длится не более нескольких секунд и кроме неприятных ощущений ничем не грозит путешественникам.

Однако необходимо знать, что в воздушной яме авиалайнер испытывает серьезное давление. В этот момент самолет попадает в «болтанку» или турбулентность, которая, в свою очередь, добавляет испуганным пассажирам неприятных ощущений.

Кратко о турбулентности

Данное явление доставляет путешественникам массу неудобств, но на самом деле оно не опасно и не может привести к крушению авиалайнера. Считается, что нагрузки на самолет во время турбулентности ничуть не выше чем на автомобиль, который движется по неровной дороге.

Зона турбулентности образуется тогда, когда встречаются воздушные потоки с разной скоростью. В этот момент образуются вихревые волны, которые вызывают «болтанку». Примечательно, что на некоторых маршрутах турбулентность возникает регулярно. Например, во время полетов над горами самолет всегда трясет. Подобные зоны бывают довольно продолжительными, и «болтанка» может длиться от нескольких минут до получаса.

Причины турбулентности

О самой распространенной причине возникновения «болтанки» мы уже рассказали, но, помимо этого, вызвать ее могут и другие факторы. К примеру, пролетевший впереди воздушный лайнер часто способствует образованию завихрений, а они, в свою очередь, формируют зону турбулентности.

Недалеко от поверхности земли воздух прогревается неравномерно, поэтому и создаются вихревые потоки, которые становятся причиной турбулентности.

Примечательно, что пилоты сравнивают полеты в облаках движению по шоссе с ямами и ухабами. Поэтому в облачную погоду пассажиры чаще всего испытывают все «прелести» перелета в трясущемся самолете.

Опасности турбулентности

Большинство пассажиров на полном серьезе считают, что турбулентность может нарушить герметичность салона и привести к крушению. Но на самом деле это самое безопасное явление из всех возможных. История авиаперевозок не знает случая, когда попадание в «болтанку» привело бы к фатальным последствиям.

Авиаконструкторы всегда закладывают в корпус самолета определенный запас прочности, который вполне спокойно выдержит и турбулентность, и грозу. Конечно, подобное явление вызывает у пассажиров тревогу, неприятные эмоции и даже панику. Но на самом деле необходимо просто спокойно переждать этот момент, не поддаваясь собственному страху.

Как вести себя во время полета: несколько простых правил

Если вы очень боитесь летать, а мысли о воздушных ямах и турбулентности вызывают у вас чувство ужаса, то постарайтесь соблюдать ряд простых правил, которые существенно облегчат ваше состояние:

  • не употребляйте алкоголь во время полета, он только усугубит неприятные эмоции;
  • постарайтесь пить воду с лимоном, она снимет приступы тошноты при попадании в воздушные ямы;
  • перед путешествием настройте себя на позитивный лад, иначе вы все время будете мучиться от предчувствий и негативных эмоций;
  • обязательно пристегивайтесь ремнями, во время прохождения зоны турбулентности пассажиры могут быть травмированы;
  • если вы очень сильно боитесь летать, то выбирайте более крупные модели самолетов, которые менее чувствительны к разного рода тряскам.

Надеемся, что после прочтения нашей статьи ваш страх перед перелетами станет менее острым, а ваше следующее воздушное путешествие пройдет легко и приятно.

Прошел звуковой барьер:-)...

Прежде чем пуститься в разговоры по теме, внесем некоторую ясность в вопрос о точности понятий (то, что мне нравится:-)). Сейчас в достаточно широком употреблении находятся два термина: звуковой барьер и сверхзвуковой барьер . Звучат они похоже, но все же неодинаково. Однако, строгости особой разводить смысла нет: по сути это одно и то же. Определением звуковой барьер пользуются чаще всего люди более сведущие и более близкие к авиации. А вторым определением обычно все остальные.

Я думаю, что с точки зрения физики (и русского языка:-)) более правильно говорить все же звуковой барьер. Здесь простая логика. Ведь существует понятие скорость звука , а фиксированного понятия скорость сверхзвука, строго говоря, нет. Чуть забегая вперед скажу, что когда летательный аппарат летит на сверхзвуке, то он уже этот барьер прошел, а когда он его проходит (преодолевает), то он при этом проходит некое пороговое значение скорости, равное скорости звука (а не сверхзвука).

Вот как-то так:-). При этом первое понятие употребляется значительно реже, чем второе. Это, видимо, оттого, что слово сверхзвуковой звучит более экзотично и привлекательно. А в сверхзвуковом полете экзотика безусловно присутствует и, естественно, привлекает многих. Однако далеко не все люди, смакующие слова «сверхзвуковой барьер » понимают на самом деле, что же такое. Не раз уже в этом убеждался, заглядывая на форумы, читая статьи даже смотря телевизор.

Вопрос этот на самом деле с точки зрения физики достаточно сложен. Но мы в сложности, конечно, не полезем. Просто постараемся, как обычно, прояснить ситуацию используя принцип «объяснения аэродинамики на пальцах»:-).

Итак, к барьеру (звуковому:-))!… Самолет в полете, воздействуя на такую упругую среду, как воздух, становится мощным источником звуковых волн . Что такое звуковые волны в воздухе знают, я думаю, все:-).

Звуковые волны (камертон).

Это чередование областей сжатия и разрежения, распространяющихся в разные стороны от источника звука. Примерно как круги на воде, которые тоже как раз волнами и являются (только не звуковыми:-)). Именно такие области, воздействуя на барабанную перепонку уха, позволяют нам слышать все звуки этого мира, от человеческого шепота до грохота реактивных двигателей.

Пример звуковых волн.

Точками распространения звуковых волн могут быть различные узлы самолета. Например двигатель (его звук известен любому:-)), или детали корпуса (например, носовая часть), которые, уплотняя перед собой воздух при движении, создают определенного вида волны давления (сжатия), бегущие вперед.

Все эти звуковые волны распространяются в воздушной среде с уже известной нам скоростью звука. То есть если самолет дозвуковой, да еще и летит на малой скорости, то они от него как бы убегают. В итоге при приближении такого самолета мы слышим сначала его звук, а потом уже пролетает он сам.

Оговорюсь, правда, что это справедливо, если самолет летит не очень высоко. Ведь скорость звука – это не скорость света:-). Величина ее не столь велика и звуковым волнам нужно время, чтобы дойти до слушателя. Поэтому очередность появления звука для слушателя и самолета, если тот летит на большой высоте может измениться.

А раз звук не так уж и быстр, то с увеличением собственной скорости самолет начинает догонять волны им испускаемые. То есть, если бы он был неподвижен, то волны расходились бы от него в виде концентрических окружностей , как круги на воде от брошенного камня. А так как самолет движется, то в секторе этих кругов, соответствующем направлению полета, границы волн (их фронты ) начинают сближаться.

Дозвуковое движение тела.

Соответственно, промежуток между самолетом (его носовой частью) и фронтом самой первой (головной) волны (то есть это та область, где происходит постепенное, в известной степени, торможение набегающего потока при встрече с носовой частью самолета (крыла, хвостового оперения) и, как следствие, увеличение давления и температуры ) начинает сокращаться и тем быстрее, чем больше скорость полета.

Наступает такой момент, когда этот промежуток практически исчезает (или становится минимальным), превращаясь в особого рода область, которую называют скачком уплотнения . Это происходит тогда, когда скорость полета достигает скорости звука, то есть самолет движется с той же скоростью, что и волны им испускаемые. Число Маха при этом равно единице (М=1 ).

Звуковое движение тела (М=1).

Скачок уплотнения , представляет собой очень узкую область среды (порядка 10 -4 мм ), при прохождении через которую происходит уже не постепенное, а резкое (скачкообразное) изменение параметров этой среды - скорости, давления, температуры, плотности . В нашем случае скорость падает, давление, температура и плотность растут. Отсюда такое название - скачок уплотнения.

Несколько упрощенно обо всем этом я бы еще сказал так. Сверхзвуковой поток резко затормозить невозможно, но ему это делать приходится, ведь уже нет возможности постепенного торможения до скорости потока перед самым носом самолета, как на умеренных дозвуковых скоростях. Он как бы натыкается на участок дозвука перед носом самолета (или носком крыла) и сминается в узкий скачок, передавая ему большую энергию движения, которой обладает.

Можно, кстати, сказать и наоборот, что самолет передает часть своей энергии на образование скачков уплотнения, чтобы затормозить сверхзвуковой поток.

Сверхзвуковое движение тела.

Есть для скачка уплотнения и другое название. Перемещаясь вместе с самолетом в пространстве, он представляет собой по сути дела фронт резкого изменения вышеуказанных параметров среды (то есть воздушного потока). А это есть суть ударная волна .

Скачок уплотнения и ударная волна, вобщем-то, равноправные определения, но в аэродинамике более употребимо первое.

Ударная волна (или скачок уплотнения) могут быть практически перпендикулярными к направлению полета, в этом случае они принимают в пространстве приблизительно форму круга и называются прямыми . Это обычно бывает на режимах, близких к М=1 .

Режимы движения тела. ! - дозвук, 2 - М=1, сверхзвук, 4 - ударная волна (скачок уплотнения).

При числах М > 1 они уже располагаются под углом к направлению полета. То есть самолет уже перегоняет собственный звук. В этом случае они называются косыми и в пространстве принимают форму конуса, который, кстати, носит название конуса Маха , по имени ученого, занимавшегося исследованиями сверхзвуковых течений (упоминал о нем в одной из ).

Конус Маха.

Форма этого конуса (его так сказать «стройность») как раз и зависит от числа М и связана с ним соотношением: М= 1/sin α , где α – это угол между осью конуса и его образующей. А коническая поверхность касается фронтов всех звуковых волн, источником которых стал самолет, и которые он «обогнал», выйдя на сверхзвуковую скорость.

Кроме того скачки уплотнения могут быть также присоединенными , когда они примыкают к поверхности тела, двигающегося со сверхзвуковой скоростью или же отошедшими , если они с телом не соприкасаются.

Виды скачков уплотнения при сверхзвуковом обтекании тел различной формы.

Обычно скачки становятся присоединенными, если сверхзвуковой поток обтекает какие-либо остроконечные поверхности. Для самолета это, например, может быть заостренная носовая часть, ПВД, острый край воздухозаборника. При этом говорят «скачок садится », например, на нос.

А отошедший скачок может получиться при обтекании закругленных поверхностей, например, передней закругленной кромки толстого аэродинамического профиля крыла.

Различные узлы корпуса летательного аппарата создают в полете довольно сложную систему скачков уплотнения. Однако, наиболее интенсивные из них – два. Один головной на носовой части и второй – хвостовой на элементах хвостового оперения. На некотором расстоянии от летательного аппарата промежуточные скачки либо догоняют головной и сливаются с ним, либо их догоняет хвостовой.

Скачки уплотнения на модели самолета при продувке в аэродинамической трубе (М=2).

В итоге остаются два скачка, которые, вобщем-то, воспринимаются земным наблюдателем как один из-за небольших размеров самолета по сравнению с высотой полета и, соответственно,т небольшим промежутком времени между ними.

Интенсивность (другими словами энергетика ) ударной волны (скачка уплотнения) зависит от различных параметров (скорости движения летательного аппарата, его конструктивных особенностей, условий среды и др.) и определяется перепадом давления на ее фронте.

По мере удаления от вершины конуса Маха, то есть от самолета, как источника возмущений ударная волна ослабевает, постепенно переходит в обычную звуковую волну и в конечном итоге совсем исчезает.

А от того, какой степени интенсивностью будет обладать скачок уплотнения (или ударная волна), достигший земли зависит эффект, который он может там произвести. Ведь не секрет, что всем известный «Конкорд» летал на сверхзвуке только над Атлантикой, а военные сверхзвуковые самолеты выходят на сверхзвук на больших высотах или в районах, где отсутствуют населенные пункты (по крайней мере вроде как должны это делать:-)).

Эти ограничения очень даже оправданы. Для меня, например, само определение ударная волна ассоциируется со взрывом. И дела, которые достаточно интенсивный скачок уплотнения может наделать, вполне могут ему соответствовать. По крайней мере стекла из окон могут повылетать запросто. Свидетельств этому существует достаточно (особенно в истории советской авиации, когда она была достаточно многочисленной и полеты были интенсивными). Но ведь можно наделать дел и похуже. Стоит только полететь пониже:-)…

Однако в большинстве своем то, что остается от скачков уплотнения при достижении ими земли уже неопасно. Просто сторонний наблюдатель на земле может при этом услышать звук, схожий с грохотом или взрывом. Именно с этим фактом связаны одно расхожее и довольно стойкое заблуждение.

Люди, не слишком искушенные в авиационной науке, услышав такой звук, говорят, что это самолет преодолел звуковой барьер (сверхзвуковой барьер ). На самом деле это не так. Это утверждение не имеет ничего общего с действительностью по крайней мере по двум причинам.

Ударная волна (скачок уплотнения).

Во-первых, если человек, находящийся на земле, слышит высоко в небе гулкий грохот, то это означает, всего лишь, (повторяюсь:-)) что его ушей достиг фронт ударной волны (или скачок уплотнения ) от летящего где-то самолета. Этот самолет уже летит на сверхзвуковой скорости, а не только что перешел на нее.

И если этот же человек смог бы вдруг оказаться в нескольких километрах впереди по следованию самолета, то он опять бы услышал тот же звук от того же самолета, потому что попал бы под действие той же ударной волны, движущейся вместе с самолетом.

Она перемещается со сверхзвуковой скоростью, и по сему приближается бесшумно. А уже после того, как она окажет свое не всегда приятное воздействие на барабанные перепонки (хорошо, когда только на них:-)) и благополучно пройдет дальше, становится слышен гул работающих двигателей.

Примерная схема полета самолета при различных значениях числа М на примере истребителя Saab 35 "Draken". Язык, к сожалению, немецкий, но схема вобщем понятна.

Более того сам переход на сверхзвук не сопровождается никакими единовременными «бумами» , хлопками , взрывами и т.п. На современном сверхзвуковом самолете летчик о таком переходе чаще всего узнает только по показанию приборов. При этом происходит, однако, некий процесс, но он при соблюдении определенных правил пилотирования ему практически не заметен.

Но и это еще не все:-). Скажу больше. в виде именно какого-то ощутимого, тяжелого, труднопересекаемого препятствия, в который самолет упирается и который нужно «прокалывать» (слышал я и такие суждения:-)) не существует.

Строго говоря, вообще никакого барьера нет. Когда-то на заре освоения больших скоростей в авиации это понятие сформировалось скорее как психологическое убеждение о трудности перехода на сверхзвуковую скорость и полете на ней. Появились даже высказывания о том, что это вообще невозможно, тем более, что предпосылки к такого рода убеждениям и высказываниям были вполне конкретные.

Однако, обо всем по порядку…

В аэродинамике существует другой термин, который достаточно точно описывает процесс взаимодействия с воздушным потоком тела, движущегося в этом потоке и стремящегося перейти на сверхзвук. Это волновой кризис . Именно он как раз и делает некоторые нехорошие вещи, которые традиционно ассоциируют с понятием звуковой барьер .

Итак кое-что о кризисе:-). Любой летательный аппарат состоит из частей, обтекание которых воздушным потоком в полете может быть не одинаково. Возьмем, к примеру, крыло, точнее обыкновенный классический дозвуковой профиль .

Из основ знаний о том, как образуется подъемная сила нам хорошо известно, что скорость потока в прилежащем слое верхней криволинейной поверхности профиля разная. Там где профиль более выпуклый она больше общей скорости потока, далее, когда профиль уплощается она снижается.

Когда крыло движется в потоке на скоростях, близких к скорости звука, может наступить момент, когда в такой вот, к примеру, выпуклой области скорость слоя воздуха, которая уже итак больше общей скорости потока, становится звуковой и даже сверхзвуковой.

Местный скачок уплотнения, возникающий на трансзвуке при волновом кризисе.

Дальше по профилю эта скорость снижается и в какой-то момент опять становится дозвуковой. Но, как мы уже говорили выше, быстро затормозиться сверзвуковое течение не может, поэтому неизбежно возникновение скачка уплотнения .

Такие скачки появляются на разных участках обтекаемых поверхностей, и первоначально они достаточно слабы, но количество их может быть велико, и с ростом общей скорости потока увеличиваются зоны сверхзвука, скачки «крепнут» и сдвигаются к задней кромке профиля. Позже такие же скачки уплотнения появляются на нижней поверхности профиля.

Полное сверхзвуковое обтекание профиля крыла.

Чем все это чревато? А вот чем. Первое – это значительный рост аэродинамического сопротивления в диапазоне трансзвуковых скоростей (около М=1, более или менее). Это сопротивление растет за счет резкого увеличения одной из его составляющих – волнового сопротивления . Того самого, которое мы ранее при рассмотрении полетов на дозвуковых скоростях во внимание не принимали.

Для образования многочисленных скачков уплотнения (или ударных волн) при торможении сверхзвукового потока, как я уже говорил выше, тратится энергия, и берется она из кинетической энергии движения летательного аппарата. То есть самолет элементарно тормозится (и очень ощутимо!). Это и есть волновое сопротивление.

Более того, скачки уплотнения из-за резкого торможения потока в них, способствуют отрыву пограничного слоя после себя и превращения его из ламинарного в турбулентный . Это еще более увеличивает аэродинамическое сопротивление.

Отекание профиля при различных числах М. Скачки уплотнения, местные зоны сверхзвука, турбулентные зоны.

Второе . Из-за появления местных сверхзвуковых зон на профиле крыла и дальнейшем их сдвиге к хвостовой части профиля с увеличением скорости потока и, тем самым, изменения картины распределения давления на профиле, точка приложения аэродинамических сил (центр давления) тоже смещается к задней кромке. В результате появляется пикирующий момент относительно центра масс самолета, заставляющий его опустить нос.

Во что все это выливается… Из-за довольно резкого роста аэродинамического сопротивления самолету требуется ощутимый запас мощности двигателя для преодоления зоны трансзвука и выхода на, так сказать, настоящий сверхзвук.

Резкое возрастание аэродинамического сопротивления на трансзвуке (волновой кризис) за счет роста волнового сопротивления. Сd - коэффициент сопротивления.

Далее. Из-за возникновения пикирующего момента появляются сложности в управлении по тангажу. Кроме того из-за неупорядоченности и неравномерности процессов, связанных с возникновением местных сверхзвуковых зон со скачками уплотнения тоже затрудняется управление . Например по крену, из-за разных процессов на левой и правой плоскостях.

Да еще плюс возникновение вибраций , часто довольно сильных из-за местной турбулизации.

Вобщем, полный набор удовольствий, который носит название волновой кризис . Но, правда, все они имеют место (имели,конкретное:-)) при использовании типичных дозвуковых самолетов (с толстым профилем прямого крыла) с целью достижения сверхзвуковых скоростей.

Первоначально, когда еще не было достаточно знаний, и не были всесторонне исследованы процессы выхода на сверхзвук, этот самый набор считался чуть ли не фатально непреодолимым и получил название звуковой барьер (или сверхзвуковой барьер , если хотите:-)).

При попытках преодоления скорости звука на обычных поршневых самолетах было немало трагических случаев. Сильная вибрация порой приводила к разрушениям конструкции. Самолетам не хватало мощности для требуемого разгона. В горизонтальном полете он был невозможен из-за эффекта , имеющего ту же природу, что и волновой кризис .

Поэтому для разгона применяли пикирование. Но оно вполне могло стать фатальным. Появляющийся при волновом кризисе пикирующий момент делал пике затяжным , и из него, иной раз, не было выхода. Ведь для восстановления управления и ликвидации волнового кризиса необходимо было погасить скорость. Но сделать это в пикировании крайне трудно (если вообще возможно).

Затягивание в пикирование из горизонтального полета считается одной из главных причин катастрофы в СССР 27 мая 1943 года известного экспериментального истребителя БИ-1 с жидкостным ракетным двигателем. Проводились испытания на максимальную скорость полета, и по оценкам конструкторов достигнутая скорость была больше 800 км/ч . После чего произошло затягивание в пике, из которого самолет не вышел.

Экспериментальный истребитель БИ-1.

В наше время волновой кризис уже достаточно хорошо изучен и преодоление звукового барьера (если это требуется:-)) особого труда не составляет. На самолетах, которые предназначены для полетов с достаточно большими скоростями применены определенные конструктивные решения и ограничения, облегчающие их летную эксплуатацию.

Как известно, волновой кризис начинается при числах М, близких к единице. Поэтому практически все реактивные дозвуковые лайнеры (пассажирские, в частности) имеют полетное ограничение по числу М . Обычно оно находится в районе 0,8-0,9М . Летчику предписывается следить за этим. Кроме того на многих самолетах при достижении уровня ограничения , после чего скорость полета должна быть снижена.

Практически все самолеты, летающие на скоростях как минимум 800 км/ч и выше имеют стреловидное крыло (по крайней мере по передней кромке:-)). Оно позволяет отодвинуть начало наступления волнового кризиса до скоростей, соответствующих М=0,85-0,95 .

Стреловидное крыло. Принципиальное действие.

Причину такого эффекта можно объяснить достаточно просто. На прямое крыло воздушный поток со скоростью V набегает практически под прямым углом, а на стреловидное (угол стреловидности χ ) под некоторым углом скольжения β . Скорость V можно в векторном отношении разложить на два потока: Vτ и Vn .

Поток Vτ не влияет на распределение давления на крыле, зато это делает поток Vn, как раз и определяющий несущие свойства крыла. А он заведомо меньше по величине общего потока V. Поэтому на стреловидном крыле наступление волнового кризиса и рост волнового сопротивления происходит ощутимо позже, чем на прямом крыле при той же скорости набегающего потока.

Экспериментальный истребитель Е-2А (предшественник МИГ-21). Типичное стреловидное крыло.

Одной из модификаций стреловидного крыла стало крыло со сверхкритическим профилем (упоминал о нем ). Оно тоже позволяет сдвинуть начало волнового кризиса на большие скорости, кроме того позволяет повысить экономичность, что немаловажно для пассажирских лайнеров.

SuperJet 100. Стреловидное крыло со сверхкритическим профилем.

Если же самолет предназначен для перехода звукового барьера (проходя и волновой кризис тоже:-)) и полета на сверхзвуке, то он обычно всегда отличается определенными конструктивными особенностями. В частности, обычно имеет тонкий профиль крыла и оперения с острыми кромками (в том числе ромбовидный или треугольный) и определенную форму крыла в плане (например, треугольную или трапециевидную с наплывом и т.д.).

Сверхзвуковой МИГ-21. Послелователь Е-2А. Типичное треугольное в плане крыло.

МИГ-25. Пример типичного самолета, созданного для полета на сверхзвуке. Тонкие профили крыла и оперения, острые кромки. Трапециевидное крыло. профиль

Прохождение пресловутого звукового барьера , то есть переход на сверхзвуковую скорость такие самолеты осуществляют на форсажном режиме работы двигателя в связи с ростом аэродинамического сопротивления, ну и, конечно, для того, чтобы быстрее проскочить зону волнового кризиса . И сам момент этого перехода чаще всего никак не ощущается (повторяюсь:-)) ни летчиком (у него разве что может снизиться уровень звукового давления в кабине), ни сторонним наблюдателем, если бы, конечно, он мог за этим наблюдать:-).

Однако, здесь стоит сказать еще об одном заблуждении, со сторонними наблюдателями связанным. Наверняка многие видели такого рода фотографии, подписи под которыми гласят, что это есть момент преодоления самолетом звукового барьера , так сказать, визуально.

Эффект Прандтля-Глоэрта. Не связан с прохождением звукового барьера.

Во-первых , мы уже знаем, что звукового барьера, как такового-то и нет, и сам переход на сверхзвук ничем таким сверхординарным (в том числе и хлопком или взрывом) не сопровождается.

Во-вторых . То, что мы видели на фото – это так называемый эффект Прандтля-Глоэрта . Я о нем уже писал . Он никак напрямую не связан с переходом на сверхзвук. Просто на больших скоростях (дозвуковых, кстати:-)) самолет, двигая перед собой определенную массу воздуха создает сзади некоторую область разрежения . Сразу после пролета эта область начинает заполняться воздухом из близлежащего пространства с естественным увеличением объема и резким падением температуры.

Если влажность воздуха достаточна и температура падает ниже точки росы окружающего воздуха, то происходит конденсация влаги из водяных паров в виде тумана, который мы и видим. Как только условия восстанавливаются до исходных, этот туман сразу исчезает. Весь этот процесс достаточно скоротечен.

Такому процессу на больших околозвуковых скоростях могут способствовать местные скачки уплотнени я, иногда помогая формировать вокруг самолета нечто похожее на пологий конус.

Большие скорости благоприятствуют этому явлению, однако, если влажность воздуха окажется достаточной, то оно может возникнуть (и возникает) на довольно малых скоростях . Например, над поверхностью водоемов. Большинство, кстати, красивых фото такого характера сделаны с борта авианосца, то есть в достаточно влажном воздухе.

Вот так и получается. Кадры, конечно, классные, зрелище эффектное:-), но это совсем не то, чем его чаще всего называют. здесь совсем не при чем (и сверхзвуковой барьер тоже:-)). И это хорошо, я думаю, иначе наблюдателям, которые делают такого рода фото и видео могло бы не поздоровиться. Ударная волна , знаете ли:-)…

В заключении один ролик (ранее я его уже использовал), авторы которого показывают действие ударной волны от самолета, летящего на малой высоте со сверхзвуковой скоростью. Определенное преувеличение там, конечно, присутствует:-), но общий принцип понятен. И опять же эффектно:-)…

А на сегодня все. Спасибо, что дочитали статью до конца:-). До новых встреч…

Фотографии кликабельны.

«Дамы и господа, говорит ваш капитан. У нас небольшая проблема. Остановились все четыре двигателя. Мы делаем всё, что чертовски возможно, чтобы снова их запустить. Уверен, что вы не совсем в бедственном положении».

Есть куча реальных опасностей для полетов самолетов. Все они достаточно хорошо изучены. Десятки случаев в год столкновения самолетов с птицами, как правило вообще не приводят к катастрофам или авариями, а тем более не служат поводом для запретов для ограничения полетов в страны, где есть пернатые. Кучево-дождевые облака представляют смертельную опасность для самолетов, тем не менее сотни самолетов ежедневно просто обходят эти очаги на безопасном расстоянии (примерно 50 километров посредине между облаками, или 15 километров в стороне от одиночного облака). Перечислять подобные явления — не тема материала, поверьте, их наличие в природе общей безопасности полетов не снижает.

Для детального выяснения вопроса, я побеседовал по телефону с Валерием Георгиевичем Шелковниковым, членом правления Всемирного фонда безопасности полетов , и президентом Консультативно-аналитического агентства «Безопасность полетов ». Результаты нашей частной беседы я излагаю ниже своими словами и от себя, ибо нет возможности отделить слова эксперта от слов журналиста:

Извержение вулкана Эйяфьядлайокудль и последующие события, связанные с отменой авиарейсов в Европе немало меня позабавили. Я вовсе не против авиационной безопасности. Мало того, если человек может даже шутить на эту тему, то он еще не знает, что такое авиационная катастрофа. Тем не менее, продолжу тему. Мифологизированность вулканических извержений и истерия прессы заставили авиакомпании прекратить или отложить полеты на тех государственных территориях, куда попали «облака» вулканического пепла.

Так была ли реальная опасность полетам, или была коллективная авиаистерия, начало которой было положено журналистами, а дальше сработал эффект домино? Попробуем разобраться.

Действительно, попадание в авиадвигатели большого количества абразивной пыли (причем абсолютно неважно какого происхождения) может вызвать пожар двигателей из-за мгновенного перегрева и последующего разрушения подшипников турбины. При частоте вращения несколько тысяч оборотов в минуту они банальным образом расплавятся от трения. Поэтому при попадании самолета в столб вулканической пыли такая ситуация вполне возможна.

Другое дело в особой структуре вулканической пыли. Кроме частиц горных пород, выброшенных взрывом, она еще состоит из аморфных частиц (кстати, стекло тоже аморфно) крайне неправильной формы. Если посмотреть на вулканическую пыль под микроскопом, то четко видно, что она состоит из «ленточек», «звездочек» и прочих частиц, которые обладают при малом весе очень большой поверхностью. Т.е. благодаря этой особенности, она может в разы дольше оставаться в воздухе не рассеиваясь. Ибо из-за электризации и прочих взаимодействий частиц пепла, такие облака рассеиваются крайне неохотно.

Также ее особенностью является ее «липкость», т.е. способность прилипать к различным предметам или забивать собой различные отверстия. Мало того, частицы, являясь отличными ядрами конденсации, через некоторое время становятся абсолютно внешне неотличимыми от обычного облака.

Другое дело, что даже на расстоянии уже в «сотни» километров от вулкана пыль становится такой редкой и мелкодисперсной, что вероятность отказа авиатехники по этой причине становится лишь «теоретически» возможной. А на расстоянии в тысячу километров и более, вулканическая пыль способна лишь незначительно замутить воздух, что тем не менее хорошо видно невооруженным глазом, ибо восходы и закаты становятся наиболее красивы из-за особого преломления солнечных лучей в пыльном воздухе.

Кто был в Египте, хорошо представляют себе песчаные бури над аэропортом Хургада. Взвесь песка в воздухе, а особенно концентрация и размер частиц в воздухе на несколько порядков превышают концентрацию пыли над Европой. А в Австралии, полеты в условиях глобальных пыльных бурь, прекращаются исключительно в случаях предельного ухудшения видимости. Эти примеры можно бесконечно продолжать. А теперь, внимание!!! Разница лишь в том, что в отличие от вулканической пыли остальные опасные явления являются отлично изученными, и по ним есть четкие рекомендации по их избеганию, а также ясный регламент запретов и разрешений «в зависимости от».

Позвольте теперь изложить свою непротиворечивую версию произошедшего.

Влияние вулканического пепла на полет летательных аппаратов — всегда была штука недостаточно изученная. Разумеется, ученые вулканологи упорно изучали каждое извержение, а метеорологи имели достаточно четкое представление о направлении и скорости разлета пепла, но дальнейшей судьбе этих частиц никто не предавал ни малейшего значения, ибо уже в нескольких сотнях километров от вулкана по направлению движения ветра, пепел уже представлял собой не более чем интересную оптическую иллюзию. Да и гражданская авиация знала до этого всего пару случаев, когда самолеты реально попадали в очень плотные облака пепла, и из-за этого происходила остановка двигателей и прочие неприятные вещи. Разумеется, вулканический пепел как опасное явление вошел во все учебники и наставления.

На практике же и пилоты, и авиадиспетчеры достаточно насмешливо относились к этим пунктам наставлений и недостаточно хорошо их изучали. В силу редкости и экзотичности. И именно эти же авиационные чиновники, которые выросли из бывших пилотов и авиадиспетчеров, практически не выделяли денег на исследования этих явлений в интересах гражданской авиации, что вместо «точных» знаний моментально обросло мифами и легендами. Вообще в метеорологии произошла какая-то откровенная чушь. Благодаря слепой вере в «компьютеры» и «спутники» во всем мире количество метеостанций с «живыми» людьми сократилось примерно на 60%-70%. А существующие «автоматизированные системы» могут лишь строить гипотетические математические модели, которые никакого отношения к реальному положению вещей не имеют.

Итак, журналисты раздули тему, а международные авиационные власти, в частности «Евроконтроль», моментально на это повелись. Мало того, что когда авиачиновники стали обращаться к многочисленным экспертам в этой области, то они (эксперты) достаточно мстительно сообщали примерно следующее: «Явление это безусловно опасное, но недостаточно изученное. Наша аппаратура практически не позволяет отличать облака опасной концентрации вулканической пыли, от обычных. Так что, где находятся эти облака, и есть ли они на самом деле мы не знаем.»

А дальше стало еще смешнее. Опасная зона на самом деле была достаточно локальна (несколько сотен километров в диаметре и продолжительности), но реально в зону «закрытия» попали сотни и сотни тысяч квадратных километров земной и водной поверхности. При этом по высотам также были абсолютно закрыты все эшелоны от «0» до 35 000 футов (примерно 12 км), хотя даже самые перестраховщики прогнозировали опасное закрытие высот лишь от высот в 22 000 футов. Короче, запрет на полеты принял абсолютный характер, ибо даже его инициаторы уже ничего не могли сделать. Сработал эффект домино.

Дополнительно вскрылась абсолютно неожиданная вещь. Летать было можно в зонах, свободных от пепла, и в ряде случаев отклонения от маршрута или увеличение его продолжительности на несколько сот километров не играло никакой роли, но современные автоматизированные системы просто были не в состоянии в массовом порядке перестроить расписания. Да и в индивидуальном порядке это стало сделать невозможно. Автоматизация, автоматизация, и еще раз автоматизация. Специалисты по «ручному» составлению расписаний просто вымерли, как динозавры, и современные авиакомпании подобных специалистов просто не имеют. Те, кто в теме, должны представлять, что составление даже обычного расписания занятии в ВУЗе — это уже действо между наукой, искусством и мистикой. Про то, чтобы перекроить расписание над Европой — речи не шло. Возник бардак. Я абсолютно не осуждаю никаких мер, связанных с безопасностью полетов, но признайтесь, что в 21 веке достаточно забавно закрывать полконтинента ради одной горы с дымами. Пусть и сильными.

«Американская» же помощь только нагнала дополнительной жути на Европу, и окончательно лишила европейских авиачиновников остатков воли.

Что касается России как части Европы, то паники не было вообще. Дело в том, что многолетнее изучение Курил (как зоны постоянных извержений) принесло достаточное количество знаний и навыков определения опасностей полетов. Поэтому Россия на своей территории летала без проблем.

Хоть и в России ранее было уничтожено так называемое «Штормовое кольцо оповещений», т.е. закрыты сотни и сотни метеостанций, где сидели малооплачиваемые девочки-синоптики, а точность предсказаний и оповещений об опасных явлениях была беспрецедентно высока.

Что же касается «недофинансированных» ученых, то можно сразу уверенно сказать, что им будут выделены очень большие деньги на исследования, как компенсация прошлых мук. А вот то, что этим будет нарушена мировая гармония, ибо эти деньги отнимут у других направлений — это действительно плохо. Бизнес и благотворительность мало совместимы, не правда ли?

Тем не менее, что ведущие ученые сразу списались и созвонились между собой и выработали единую позицию, в этом я не сомневаюсь. Интернет, мобильная связь и электронная почта в плане коммуникаций — творят настоящие чудеса. Тем более, что есть у меня и такая информация. Не зря же я, хоть недолго, но побыл геологом-геофизиком. Так что бизнес получит прайсы от науки по полной программе.

И в качестве эпилога для тех, кто воспринял мои слова типа «забавно» и «смешно» буквально, привожу краткий отрывок из статьи Сергея Мельниченко «История рейса «British Airways 9».

Они смогли увидеть огни ВПП через небольшую царапину на лобовом стекле, однако посадочные огни самолета не горели. После посадки они не смогли рулить, потому что из-за огней освещения перрона их лобовые стекла стали матовыми. Город Эдинбург ждал, когда буксир стащит его с ВПП…

Впоследствии было установлено, что самолет вошел в облако пепла. Поскольку облако пепла было сухим, оно не отображалось на метеолокаторе, который способен только отражать влагу, находящуюся в облаках. Облако выступило в роли пескоструйной машины и сделало поверхность лобовых стекол матовой. Попав в двигатели, пепел плавился в камерах сгорания и оседал на внутренней части силовой установки.

Поскольку двигатели из-за их остановки начали остывать, то после выхода воздушного судна из облака пепла расплавившийся пепел начал затвердевать и под напором воздуха стал вылетать из двигателей, что позволило их запустить вновь. Перезапуск стал возможным из-за того, что один из бортовых аккумуляторов оставался в рабочем состоянии.

Все 263 человека, находившиеся на борту, остались в живых.

Берегите себя. Виктор Галенко, авиадиспетчер, штурман, геолог-геофизик

По информации Евроконтроля, 18 апреля 2010 года было зафиксировано примерно 5"000 рейсов, выполненных в воздушном пространстве Европы. Для сравнения: до извержения вулкана в Исландии в воскресенье выполняется около 24"000 рейсов. Таким образом, воздушное движение упало примерно в 6 раз. С 15 апреля было отменено около 63"000 рейсов. Ниже приведена таблица с данными по уменьшению количества рейсов в воздушном пространстве Европы:

В настоящее время обслуживание воздушного движения не предоставляется для самолетов гражданской авиации в большинстве количестве стран Европы, включая Австрию, Бельгию, Хорватию, Чехию, Данию, Эстонию, Финляндию, почти всю Францию и Германию, а также Венгрию, Ирландию, северную часть Италии, Нидерланды, Норвегию, Польшу, Румынию, Сербию, Словению, Словакию, северную Испанию, Швецию, Швейцарию и Великобританию.

В некоторых странах из этого списка верхнее воздушное пространство открыто с учетом распространения облака пепла, однако с учетом полного закрытия воздушного пространства над территорией других стран использовать разрешенные участки верхнего воздушного пространства не представляется возможным.

Воздушное пространство таких территорий и стран, как южная Европа, включая часть Испании, Португалии, южная часть Балкан, южная часть Италии, Болгария, Греция и Турция остаются открытыми, и в них наблюдается обычное воздушное движение.

Примерно 30% общего числа запланированных рейсов будет выполнено сегодня над 50% общей территории Европы.

По состоянию на утро 19 апреля все воздушные зоны Украины открыты. Аэропорты Украины на вылет и прилет воздушных судов работают в штатном режиме, однако ряд аэропортов Европы остаются закрытыми. Разрешается выполнение рейсов по правилам визуальных полетов до наступления темного времени суток. О дальнейших возможных изменениях в воздушном пространстве Украины по причине перемещения облака вулканического пепла (извержение вулкана в Исландии) будет проинформирована. Украинские авиакомпании сообщают, что рейсы не осуществляются только в закрытые аэропорты Европы, во все открытые аэропорты мира авиасообщение возобновлено.

Видеозапись сделана шлирен-методом для изучения ударных волн.

NASA опубликовало видеозапись пролета учебного самолета T-38 Talon на сверхзвуковой скорости на фоне Солнца. Она была сделана шлирен-методом для изучения ударных волн, образующихся на кромках планера самолета. Снимки и видеозаписи ударных волн необходимы специалистам NASA для исследований, которые ведутся в рамка проекта по разработке «тихого» сверхзвукового самолета.

Шлирен-метод является одним из основных способов изучения воздушных потоков при проектировании и испытании новой авиационной техники.

Такой способ фотографии позволяет выявлять оптические неоднородности в прозрачных преломляющих средах. В шлирен-фотографии используются специальные линзы с отсекающей диафрагмой.

В таких фотоаппаратах прямые лучи проходят линзу и концентрируются на отсекающей диафрагме, которую еще называют ножом Фуко. При этом отраженный и рассеянный свет линзой не фокусируется на ноже и попадает на матрицу фотоаппарата. Благодаря этому ослабленный рассеянный и отраженный преломлениями в воздухе свет не теряется в прямых лучах.

На опубликованной видеозаписи отчетливо видны ударные волны. Они представляют собой области, в которых давление и температура среды испытывают резкий и сильный скачок. Ударные волны воспринимаются наблюдателем на земле как взрыв или как очень громкий хлопок в зависимости от расстояния до сверхзвукового объекта.

Звук взрыва от ударных волн называется звуковым ударом, и именно он является одним из основных препятствий в развитии сверхзвуковой пассажирской авиации. В настоящее время авиационные правила запрещают сверхзвуковые полеты самолетов над населенными частями суши.

Авиационные власти могут разрешить сверхзвуковые полеты над населенной частью суши, если воспринимаемый уровень шума пассажирских самолетов не будет превышать 75 децибел. Для того, чтобы сделать существование гражданской сверхзвуковой авиации возможным, разработчики сегодня ищут разные технические способы сделать новые самолеты «тихими».

В полете на сверхзвуковой скорости самолет образует множество ударных волн. Они обычно возникают на кончике носового обтекателя, на передней и задней кромках крыла, на передних кромках хвостового оперения, в зонах завихрителей потока и на кромках воздухозаборников.

Одним из способов снижения воспринимаемого уровня шума является изменение аэродинамической конструкции самолета.

В частности, считается, что перепроектирование некоторых элементов планера позволит избегать резких скачков давления на фронте ударной волны и резких же падений давления в задней ее части с последующей нормализацией.

Ударная волна с резкими скачками называется N-волной, поскольку на графике напоминает именно эту букву латинского алфавита. Именно такие ударные волны воспринимаются как взрыв. Новая аэродинамическая конструкция самолета должна будет генерировать S-волны с плавным и не таким значительным, как у N-волны, перепадом давления. Предполагается, что S-волны будут восприниматься как мягкая пульсация.

Разработкой демонстратора технологий «тихого» сверхзвукового самолета в рамках проекта QueSST занимается американская компания Lockheed Martin. Работы ведутся по заказу NASA. В июне текущего года завершилось эскизное проектирование летательного аппарата.

Планируется, что первый полет демонстратора состоится в 2021 году. «Тихий» сверхзвуковой самолет будет выполнен однодвигательным. Его длина составит 28,7 метра. Он получит планер, фюзеляж и крыло которого внешне напоминают перевернутый самолет. На QueSST установят обычные вертикальный киль и горизонтальные рули для маневрирования на малой скорости полета.

На верхушке киля будет установлено маленькое Т-образное оперение, которое будет «разбивать» ударные волны от носовой части и фонаря кабины пилотов. Носовая часть самолета будет значительно удлинена для уменьшения лобового сопротивления и уменьшения числа перепадов на планере, где могут образовываться ударные волны во время полета на сверхзвуковой скорости.

Технология QueSST предполагает разработку такой аэродинамической конструкции самолета, на кромках которой образовывалось бы как можно меньшее количество ударных волн. При этом те волны, которые будут все же образовываться, должны быть значительно менее интенсивными.

 

 

Это интересно: