Kaip naršyti viršgarsinę smūginę bangą

Smūginės bangos nėra įprasta garso banga. Jie atsiranda ore, kai dujų greitis pasikeičia daugiau nei garso greitis, dažniausiai kai jas stumia kietas kūnas. Kai taip atsitinka, garso bangos negali išeiti ir susidaro aukšto slėgio sritis, vadinama smūgio priekiu.

Sunku įsivaizduoti, kodėl smūginės bangos gali būti naudingos, tačiau užduotį šiandien šiek tiek palengvino Nickas Parziale'as iš Kalifornijos technologijos instituto Pasadenoje ir pora draugų, kurie paaiškina, kaip ant jomis naršyti.

Norėdami ištirti reiškinius, jie įdėjo du nailoninius rutulius, kurių vienas mažesnis už kitą, į viršgarsinį vėjo tunelį ir susprogdino juos viršgarsiniu oro, skriejančio 4 Mach greičiu, šūviu. Tada jie nufilmavo gautą smūginę bangą naudodami Schlieren fotografijos techniką.

Kamuoliukai pradeda liestis, bet iškart pradeda skirtis. Įdomu tai, kad mažesnio rutulio trajektorija seka lanko bangą, kurią sukuria didesnis rutulys. Kitaip tariant, mažesnis rutulys naršo ant smūgio bangos, kurią sukuria jo didesnis partneris.

Parziale ir co taip pat sukūrė 3D kompiuterinį judėjimo modelį, pagal kurį jie apskaičiuoja rutulių trajektoriją, nustatydami juos bet kuriuo momentu veikiančias aerodinamines jėgas. Jie sako, kad efektas labai jautrus sistemos formai ir geometrijai, jei galvojote pasiekti savo banglentę.

Jie paskelbia rezultatus kaip vaizdo įrašą, skirtą 2010 APS Gallery of Fluid Dynamics.

Jei jums įdomu, kodėl kam nors būtų įdomus toks reiškinys (išskyrus dėl nuogo smalsumo), banglenčių banga gamtoje vyksta reguliariai, kai viršgarsiniu greičiu judantis objektas suyra. Vienas gerai žinomas pavyzdys yra meteoritų skilimas, kai mažesni ugnies fragmentai naršo ant pirminio kūno smūgio bangos, sukurdami savotišką 3D laivapriekio bangos vaizdą.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1010.3248 : Eksperimentinis banglenčių šoko bangų tyrimas

Vaizdo įrašai: arxiv.org/src/1010.3248v2/anc

paslėpti