Газотермодинамика новой России

Неожиданно сильный хлопок по ушам, и сразу же слышен звук работы двигателя авиадвигателя. «Перешел через скорость звука» – со знанием дела заявляет внук лет восьми-девяти. «Да нет!», возражает дед. «Это самолет летит со сверхзвуковой скоростью. Причем, судя по силе хлопка – значительной – в несколько Махов. А это сейчас через нас прошла ударная волна или по газодинамическому понятию – косой скачок уплотнения. А число Маха (М) – это отношение скорости самолета к скорости звука в воздухе и сейчас оно больше 1,0».

1.1. Сверхзвук, гиперзвук и число Маха

Понятия, недавно известные лишь специалистам-газодинамикам, сейчас знают все – от мальчишек и бабушек на скамейках до руководства великих стран. (Чего стоит одна лишь дискуссия по поводу гиперзвуковых ракет).

Эрнст Мах (1838–1916). Физик, механик, один из основных основоположников газодинамики как великой науки. Открыл и исследовал процессы возникновения ударных волн.

В философии – основоположник «махизма» – (по В.

И. Ленину), или эмпириокритицизма как реакции на кризис классической физики.

Эрнст Мах был единственным человеком, которого Альберт Эйнштейн называл своим Учителем. Именно благодаря Э. Маху Эйнштейн впервые получил место штатного профессора в Карловом университете (Прага), ректором которого Э. Мах состоял неоднократно. Число Маха (М) – важнейший критерий газодинамики – названо в его честь. Определены и типы течений: М < 1 – дозвуковые, М > 1,0 – сверхзвуковые, М > 5,0 – гиперзвуковые.

При «гиперзвуке»

за возникающей перед летящим телом ударной волной начинают происходить интенсивные неравновесные изменения структуры воздуха (диссоциация, ионизация).

Тело (пуля, самолет, ракета), движущееся в воздухе со сверхзвуковой скоростью (М > 1) генерирует ударную волну (скачок уплотнения). (Рис. 1-1).

Рис. 1-1[2 - https://libmir.com/book/255023-nauka-i-tehnika-v-sovremennyih-voynah-georgiy-iosifovich-pokrovskiy/image]

При достижении поверхности земли скачок давления на ее фронте воздействует на барабанные перепонки человека и воспринимается как резкий и громкий хлопок. Интенсивность воздей

ствия такой ударной волны зависит от высоты и скорости полета (число Маха) Так, по оценкам специалистов, при полете крупного самолета со скоростью 1,2 М (около 1500 км/час) на высоте около 500 м. в строениях на поверхности земли могут быть выбиты стекла, а человек оглушен, сбит с ног или контужен.