Kecepatan besar dan transformasi instan, harmoni bentuk yang misterius dan kesalahan dalam perhitungan - semuanya bercampur dalam gambar ini. Kerucut berkabut tiba-tiba muncul di sekitar pesawat yang melaju kencang, tetapi ini bukan "penghalang suara". Ada banyak prangko yang salah dan mitos umum yang terkait dengan kerucut. Aerodinamika kerucut kabut menarik, dan menarik untuk memahami bagaimana itu muncul dan mengapa terlihat seperti ini. Tidak ada yang pernah membongkarnya seperti yang kami lakukan.
Sebelum Anda - pesawat pembom tempur dan serang berbasis kapal induk F / A-18F Super Hornet, terbang dengan kecepatan mendekati kecepatan suara. Bagian belakang pesawat tersembunyi di balik kerucut berkabut dengan garis-garis yang rata: itu, seperti rok lebar, menyelimuti ekornya. Apa itu dan dari mana asalnya?
Kecepatan terbang dan nomor Mach
Penerbangan pesawat bersifat subsonik dan supersonik. Perbedaan di antara mereka sangat mendasar: fisika aliran udara di sekitar pesawat dalam mode ini sangat berbeda. Di antara berbagai bentuk penerbangan ini terdapat wilayah kecepatan transonik dengan fenomena transien. Berikut adalah habitat kerucut kabut.
Kecepatan dalam aerodinamika dianggap relatif terhadap udara di sekitarnya, bukan relatif terhadap tanah atau, katakanlah, dek kapal induk. Dalam hal ini, udara menjadi aliran bagi pesawat. Dalam penerbangan apa pun, penting tidak hanya apakah itu lebih lambat atau lebih cepat daripada suara, tetapi juga seberapa lambat atau lebih cepat: ini menentukan pola aliran.
Kecepatan suara selalu dianggap lokal, dalam kondisi penerbangan tertentu, karena tergantung pada suhu udara dan karena itu dapat berubah dengan ketinggian, cuaca dan musim. Di musim panas, kecepatan suara meningkat, di musim dingin, kecepatan suara berkurang. Di permukaan laut di bawah kondisi atmosfer standar, kecepatan suara adalah 340,29 meter per detik. Dengan meningkatnya ketinggian, itu hanya berubah karena suhu: perubahan tekanan dan kepadatan atmosfer tidak memengaruhi kecepatan suara dengan cara apa pun. Saat naik ke stratosfer, kecepatan suara menurun dengan intensifikasi es di sana, turun menjadi 295 meter per detik. Dari tengah stratosfer ke puncaknya, kecepatan suara meningkat saat udara memanas, menurun lagi di belakang stratosfer, dan kemudian meningkat lagi.
Angka Mach, dilambangkan dengan huruf M, adalah kecepatan penerbangan atau aliran udara (dalam kasus umum gas) dibandingkan dengan kecepatan suara. Kita dapat mengatakan bahwa angka Mach adalah skala yang menimbang kecepatan dalam "suara". Dalam kartun "38 burung beo" ini adalah panjang ular boa, diukur dengan panjang burung beo. Dengan cara yang sama, kecepatan penerbangan dapat diukur dengan kecepatan suara - dan Anda mendapatkan nomor Mach, atau lebih tepatnya, nilai numeriknya.
Nomor Mach tidak memiliki satuan ukuran, hanya nilai. Satu meter per detik (kecepatan yang dipertimbangkan) dibagi dengan angka Mach dengan meter per detik yang sama (kecepatan suara) - unit pengukuran yang sama ini saling meniadakan, dan hanya sebagian kecil yang tersisa, hanya angka. Ini semua adalah kriteria kesamaan - angka tak berdimensi yang diadopsi dalam aerodinamika, yang juga dimiliki oleh angka Mach. Oleh karena itu, unit "Mach" atau "Mach" pada prinsipnya tidak ada, dan salah untuk berbicara tentang "kecepatan tiga Mach" atau "lima Mach" - ini hanya jargon yang ceroboh.
Juga salah untuk berbicara tentang "kecepatan tiga angka Mach" atau "dengan tiga angka Mach", karena angka Mach bukanlah konstanta dengan nilai konstan. Ini adalah variabel yang dapat mengambil nilai tertentu. Setiap kecepatan sesuai dengan nilainya sendiri dari angka Mach. Jika M = 1, maka ini adalah kecepatan suara lokal. Untuk M1 (misalnya, M = 2, 3) - supersonik.
Mendekati kecepatan suara, atau kelahiran gelombang kejut
Ambil M = 0,8 pada ketinggian rendah. Kecepatan standar suara di permukaan laut adalah 340 meter per detik. Mengalikannya dengan M akan menghasilkan 272 meter per detik - ini adalah kecepatan pesawat relatif terhadap udara. Dan pada kecepatan berapa udara mengalir di sekitar pesawat? Tampaknya, tentu saja, dengan yang sama - 272 meter per detik. Tapi, secara paradoks, ini tidak terjadi.
Di tempat-tempat cembung - permukaan sayap dan lunas, kokpit, saluran masuk udara - udara yang mengalir di sekitarnya dipercepat secara lokal. Akibatnya, kecepatan aliran di berbagai titik pesawat berbeda. Perbedaan ini paling terlihat pada sayap.
Permukaan atas sayap pesawat lebih cembung daripada bagian bawah. Di atasnya, aliran udara lebih dipercepat.
Tekanan berkurang dengan percepatan aliran subsonik, yang dijelaskan oleh hukum Bernoulli untuk aliran subsonik. Ini adalah manifestasi dari prinsip besar kontinuitas aliran, atau medium. Tekanan yang berkurang di atas sayap "menyedotnya", menciptakan daya angkat. Pertumbuhan kecepatan udara lokal di atas sayap tergantung pada kecepatan pesawat dan kelengkungan permukaan yang ramping dan dapat mencapai + 0,2 M.
Pada kecepatan pesawat sekitar M = 0,8, percepatan lokal dari aliran yang mengalir mengarah ke penampakan di permukaan atas sayap sebuah titik dengan kecepatan suara (di sini kecepatan aliran adalah M = 1). Pada kecepatan sekitar M = 0,85, titik ini meluas ke daerah supersonik kecil di atas sayap, yang berakhir di bagian belakang permukaan datar, berdiri tegak lurus di sungai. Udara di atasnya langsung menjadi lebih padat, dan kecepatannya turun tajam menjadi subsonik.
Ini adalah gelombang kejut supersonik - permukaan kompresi gas-dinamis kejut udara.
Kompresi terjadi di sini secara instan, dalam lompatan-lompatan, pada jarak hanya beberapa langkah molekuler, dalam sepersepuluh miliar detik. Gelombang kejut hanya ada dalam aliran supersonik, sehingga tidak muncul di depan sayap, di mana alirannya masih subsonik, tetapi dalam aliran supersonik di bagian tengah sayap.
Dengan peningkatan lebih lanjut dalam kecepatan pesawat, wilayah aliran supersonik dan gelombang kejut tumbuh dan memanjang secara tegak lurus dari sayap ke ruang di sekitar pesawat. Pada M = 0,9, bagian bawah sayap yang sedikit cembung mulai menciptakan daerah supersonik. Pada M = 0,95, daerah supersonik besar terbentuk di bagian atas dan bawah sayap, dan gelombang kejut bergerak ke ujung sayap dan memanjang sepuluh meter ke atas dan ke bawah darinya.
Dengan transisi ke penerbangan supersonik, gelombang kejut dibelokkan ke belakang dan bergabung di belakang pesawat dengan gelombang kejut yang muncul dari tepi depan sayap, membentuk kerucut Mach yang menyimpang di ruang angkasa pada jarak dari pesawat.
Kejutan supersonik dapat meninggalkan aliran di belakangnya baik supersonik maupun subsonik, tergantung seberapa kuatnya. Dalam kejutan apa pun, aliran selalu melambat dan karena ini menjadi lebih padat (karenanya disebut kejutan) - dipadatkan oleh aliran supersonik yang terjadi. Dengan ayunan dia memukul lompatan dengan energi yang sangat besar dari gerakannya, seperti palu; tumbukan ini menghasilkan kejutan kompresi gasdinamis dalam kejutan supersonik, membentuknya. Dalam keadaan terkompresi dan terkompresi yang dihasilkan, udara terkompresi diperas di luar lompatan oleh bagian-bagian baru dari aliran masuk terkompresi.
Di belakang gelombang kejut, udara dapat tetap terkompresi dan mengalir tanpa pemuaian - misalnya, pada permukaan miring yang kaku yang menyebabkan kejutan. Dalam aliran terkompresi, densitas, tekanan, dan suhu tetap sama, tanpa kembali ke nilai pra-guncangan. Artinya tidak ada proses gelombang dengan kembalinya ke parameter awal.
Kami tertarik pada opsi lain - bagian terjauh dari lompatan supersonik, meluas ke ruang sekitarnya. Di sini, udara yang dipadatkan tidak didukung oleh permukaan yang keras. Saat dikompresi, ia segera mengembang tanpa hambatan, kembali ke tekanan dan kepadatan atmosfer. Kembalinya ke keadaan awal ini menunjukkan adanya proses gelombang, dan gelombang kejut supersonik, bersama dengan udara yang berubah di belakangnya, membentuk gelombang kejut.
Gelombang Kejut - Kuas Cat Kabut
Gelombang kejut adalah kompresi elastis kuat yang merambat di udara dengan kecepatan supersonik dengan pemulihan parameter udara berikutnya ke atmosfer. Kompresi di muka gelombang kejut adalah awal dari gelombang kejut, permukaan depannya dan bagian yang paling khas. Di sini ada beberapa peningkatan kepadatan, tekanan dan suhu. Kontraksi menghasilkan kekuatan elastis yang besar, yang, setelah memperoleh kebebasan untuk bertindak, menjadi kekuatan ekspansi yang besar. Ini dengan cepat meratakan kompresi yang dihasilkan ke tekanan atmosfer.
Ekspansi gas adalah bentuk pergerakan titik material.
Semakin cepat gerakan ini, semakin besar inersianya. Tidak masalah dalam bentuk apa itu akan direalisasikan: massa adalah inert, dan inersia terus bergerak. Dengan cepat mencapai parameter atmosfer, ekspansi udara yang dipercepat melewatinya tanpa henti dan berlanjut secara inersia lebih jauh, "membengkokkan" tekanan ke arah yang berlawanan dan menciptakan ruang hampa.
Tekanan, kepadatan dan suhu di dalamnya turun secara signifikan di bawah atmosfer. Penghalusan yang dihasilkan memulai proses sebaliknya - kompresinya oleh atmosfer sekitarnya. Di mana tekanan akhirnya disamakan dengan tekanan atmosfer, gelombang kejut berakhir. Menurut sifatnya, ini adalah punuk dan palung biasa untuk gelombang di grafik udara.
Dengan gelombang kejut yang sangat kuat dengan kompresi besar di depan (jauh lebih besar daripada di kerucut Mach), gaya inersia ekspansi mampu menciptakan penghalusan yang lebih dalam. Kemudian pemulihan ke tekanan atmosfer mungkin juga memiliki inersia yang cukup untuk kompresi ringan kedua, diikuti oleh ekspansi kedua. Siklus kompresi-ekspansi berosilasi seperti itu terjadi pada gelombang kejut yang kuat dari muatan eksplosif tinggi yang besar, ledakan nuklir, ketika bola api besar jatuh dari luar angkasa. Tapi kerucut berkabut di sekitar pesawat hanya dibentuk oleh satu kompresi-ekspansi.
Potret gelombang gelombang kejut memiliki fitur karakteristik pada grafik kepadatan, tekanan dan suhu: puncak memuncak, tinggi, dan karena itu pendek, dan palung yang dangkal tetapi diperpanjang. Meskipun penguraian di bagian belakang gelombang kejut agak kuat (lebih dari di daerah penurunan tekanan subsonik di atas sayap), perbedaan dengan atmosfer di dalamnya beberapa kali lebih sedikit daripada di daerah kompresi depan. Ini berarti bahwa gaya yang menyamakan vakum dengan tekanan atmosfer juga lebih kecil. Oleh karena itu, penguraian udara "ditarik" oleh atmosfer yang terganggu lebih lambat, yang ada jauh lebih lama daripada kompresi.
Jika udara di sekitar pesawat lembab, suhunya bisa mendekati titik embun: suhu di mana kabut turun pada kelembaban tertentu. Ketika suhu, yang turun dalam gelombang kejut bersama dengan tekanan, turun di bawah titik ini, uap air transparan langsung mengembun menjadi kabut tetesan air. Kerucut kabut memperlihatkan area dengan suhu di bawah titik embun. Begitu suhu naik di atas titik embun lagi, kabut langsung berubah kembali menjadi uap yang tidak terlihat.
Sekarang gambaran fisik dari apa yang terjadi menjadi jelas. Pesawat tidak "memecahkan penghalang suara", seperti yang sering dikatakan salah dalam situasi seperti itu. Ungkapan ini bersifat kiasan dan tidak membawa makna fisik apa pun, karena pada kenyataannya - secara fisik, aerodinamis - tidak ada "penghalang suara". Ini hanyalah metafora untuk pencapaian manusia dari tingkat teknologi yang memungkinkan penerbangan supersonik.
Dalam bentuk kabut, wilayah dingin terlihat - zona pendinginan udara jangka pendek di bagian belakang gelombang kejut yang muncul di sekitar pesawat.
Faktanya, pesawat terbang di sini dengan kecepatan subsonik konstan dan kondisi mapan dengan urutan M = 0, 9. Zona aliran supersonik telah terbentuk di atasnya dan di sekitarnya. Mereka menimbulkan gelombang kejut, di mana struktur gelombang kejut terbentuk, sebagaimana mestinya di udara terbuka di sekitarnya. Permukaan kejut ditopang di belakang oleh lapisan tipis terkompresi, diikuti oleh lapisan penghalusan dan pendinginan inersia yang jauh lebih tebal dan lebih panjang. Di bagian "kuat" dari zona yang dijernihkan ini, kelembaban udara mengembun menjadi kabut. Atmosfer "menghancurkan" kabut yang menyelubungi penghalusan, menaikkan suhu di atas titik embun, dan kabut kembali menjadi uap.
Mengapa kerucut bening dan bukan awan tak berbentuk?
Siapa yang memberi kabut bentuk ini - seperti kerucut di depan, bahkan di belakang? Di dekat permukaan sayap, kecepatan meningkat lebih kuat; lompatan supersonik lebih kuat daripada di kejauhan, di mana semuanya melemah hingga hilangnya lompatan. Semakin kuat kompresi dalam lompatan di permukaan sayap, semakin cepat ekspansi dan semakin dekat di belakang lompatan lewatnya titik embun oleh suhu yang turun. Dengan bertambahnya jarak ke atas dan ke bawah dari sayap, pemadatan pada guncangan supersonik yang melemah berkurang, dan guncangan menghilang di tepi terjauh dari wilayah supersonik yang muncul di sekitar sayap. Melanjutkan sedikit lebih banyak di luar angkasa dengan efek riak yang melemah. Ini masih lompatan lokal yang besar, berakhir di dekatnya, belasan meter dari pesawat.
Saat seseorang mendekati tepinya, ekspansi dalam gelombang kejut yang melemah berlangsung lebih lambat, membentang dalam waktu, dan titik embun tercapai kemudian dan, oleh karena itu, lebih jauh di belakang kejutan. Semakin tinggi dari sayap, semakin lambat dan untuk periode waktu yang lebih singkat kabut muncul, melewati sungai dengan garis hidupnya yang lebih pendek. Garis-garis keberadaan kabut ini berkontraksi dengan jarak dari permukaan sayap, mulai kemudian dan melipat menjadi kerucut.
Atmosfer akhirnya mendapatkan kembali tekanan di belakang lompatan pada sayap pada jarak yang kira-kira sama, memotong kerucut di bagian belakang tegak lurus terhadap arus dan sejajar dengan lompatan di depan.
Oleh karena itu, semakin jauh dari sayap, semakin lambat dan untuk waktu yang lebih singkat kabut muncul, membentuk permukaan kerucut yang miring dan menipis ke tepi. Dan permukaan belakang kabut, sesuai dengan bagian sebaliknya dari titik embun, adalah datar.
Kita dapat mengatakan bahwa kerucut berkabut adalah "sapuan" dari proses gelombang yang terjadi dalam waktu, ke dalam ruang di sekitar pesawat.
Ada cerita bahwa penghalusan berkabut di kerucut menyebabkan udara mengalir ke dalamnya dari daerah terdekat. Faktanya, tidak ada pergerakan udara dari area yang berdekatan ke dalam kerucut. Aliran gas dan osilasi gelombang adalah dua bentuk gerakan yang berbeda secara fundamental. Proses gelombang kejut bergerak maju dalam aliran di sini. Itu terlalu cepat: tidak berbaur dari tempat yang berbeda. Kompresi-ekspansi saja, tanpa pembentukan aliran yang teratur. Mengisi kerucut berkabut dengan udara sekitar adalah salah satu mitosnya.
Apakah dia supersonik atau tidak? Bisakah Anda memberikan jawaban dari foto?
Karena gelombang kejut supersonik di sekitar pesawat, hambatan aerodinamis sangat meningkat. Lompatan supersonik selalu menciptakan kerugian gas-dinamis, menghabiskan sebagian energi aliran pada mereka, atau, yang sama, menghilangkan sebagian energi kinetik pesawat, mengurangi kecepatannya. Agar tidak melambat, pesawat perlu meningkatkan daya dorong jetnya - dan juga kuat.
Jika Anda perhatikan lebih dekat, Anda dapat melihat coretan dengan bintik-bintik cahaya redup di belakang nozel jet di foto utama. Ini adalah afterburner supersonik jet dengan cakram Mach yang khas - juga gelombang kejut, dalam bentuk jet supersonik yang diperlambat di atmosfer. Pada saat foto diambil, mesin Superset sedang berjalan dalam mode afterburner. Dorongan afterburner yang meningkat memungkinkan pesawat terbang dengan kecepatan transonik, mengimbangi peningkatan drag. Afterburner tidak lengkap: dalam mode afterburner penuh, F / A-18 berjalan di ketinggian rendah dengan suara supersonik "penuh" (M = 1, 2).
Foto itu diambil selama penerbangan demonstrasi di pertunjukan udara. Jika pesawat terbang dengan kecepatan supersonik, gelombang kejut dari Mach cone dapat memekakkan telinga hingga merusak gendang telinga dan gegar otak ringan, atau bahkan merobohkan penonton dan merobohkan jendela gedung. Penerbangan supersonik ketinggian rendah dilarang. Mereka digunakan dalam latihan militer untuk mensimulasikan gelombang kejut ledakan nuklir, dan gelombang itu menghantam keras.
Suatu kali, dua pilot pesawat tempur pertahanan udara dikirim untuk berpartisipasi dalam latihan gabungan di tempat latihan yang besar. Tugas mereka adalah melewati sepasang Su-9 supersonik di ketinggian rendah di atas pasukan. Dan buat bagian ini dalam mode supersonik, yang mensimulasikan gelombang kejut ledakan nuklir. Pada saat yang sama di "pusat ledakan" beberapa barel bensin harus diledakkan untuk mensimulasikan awan jamur atom.
Untuk tiruan gelombang yang lebih realistis dari ledakan, pilot memilih lompatan terkuat, hampir langsung dengan kecepatan 1300 kilometer per jam, menghitung dan menyetujui tempat dan waktu transisi ke supersonik, durasi perjalanan pada itu dan rute penerbangan, dan pasokan bahan bakar untuk konsumsi afterburner. Mereka lepas landas, mendekati pasukan, turun hingga tiga ratus meter, mereka tidak mengambil ketenangan pikiran di bawah supersonik dalam kondisi kemungkinan manifestasi hummock Kazakh. Setelah melewati landmark garis, mereka menyalakan afterburner, masuk ke suara supersonik dan meluncur rendah di atas relief dengan kecepatan 1.300 kilometer per jam - kira-kira dari M = 1, 15, dengan mempertimbangkan cuaca dingin.
Aksinya ternyata hebat. Gelombang kejut menyapu unit militer di belakang jamur hitam asap dari tong yang meledak. Pengamat berpangkat tinggi, yang berdiri dengan teropong dan menyaksikan aksi pasukan, juga tidak mengerti bagaimana mereka berakhir di zona rute penerbangan yang disepakati pasangan itu. Gelombang kejut itu memekakkan telinga dan menjatuhkan para pengamat ke tanah. Topi terbang dalam kawanan ramah ke padang rumput Kazakh. Setelah itu, ada banyak kemarahan yang berlebihan terhadap pilot dan penyelenggara "serangan nuklir". Tapi pilot hanya jelas memenuhi tugas mereka. Penulis tahu betul salah satu dari mereka, yang menceritakan bagaimana semuanya terjadi.
Dalam foto dengan kerucut berkabut, pesawat berbasis kapal induk biasanya "berpose" - paling sering varian dari F / A-18 Hornet "Hornet". Pilot yang menerbangkan mereka memiliki banyak pengalaman dalam terbang rendah di atas air, terakumulasi selama pendekatan untuk mendarat di dek kapal induk dan penerbangan di dekatnya, yang ditunjukkan oleh pilot di pertunjukan udara. Permukaan laut yang dekat memenuhi lapisan bawah udara dengan uap air, memfasilitasi pembentukan kabut.
kabut masukgelombang dan non gelombang
Kabut kejut tidak hanya terjadi di sekitar pesawat. Itu terjadi di sekitar kendaraan peluncuran saat bepergian dalam mode transonik di bawah kondisi atmosfer yang sesuai. Karena geometri fairing hidung roket, bentuk kabut dapat berbeda dari kerucut, terkadang berbentuk silinder. Dan kemudian tampaknya bagian depan kendaraan peluncuran dilengkapi dengan knalpot yang terbuat dari kabut. Karena akselerasi roket yang cepat, kabut seperti itu muncul selama beberapa detik dan tidak bertahan lama, menghilang dengan peningkatan jumlah Mach.
Selain itu, jatuhnya kabut dalam gelombang kejut terkadang terlihat secara visual selama ledakan kuat di udara lembab. Misalnya, ketika bom udara berdaya ledak tinggi meledak, permukaan keputihan yang menyebar dengan cepat terlihat, mengelilingi ledakan dalam gelembung dan berhamburan ke samping. Ini memvisualisasikan zona penghalusan dalam gelombang kejut. Permukaan berkabut yang lewat dengan cepat juga terlihat pada pembuatan film ledakan nuklir dan termonuklir - kabut instan yang sama dengan sifat gelombang kejut.
Perlu dicatat bahwa tidak semua penghalusan diciptakan oleh proses gelombang. Dan pendinginan hingga kabut diciptakan tidak hanya oleh penghalusan.
Kabut dapat terjadi dalam penghalusan alam apa pun - hingga "kabut" dari suntikan gabus dari sebotol sampanye. Tali pusaran berkabut yang sering terlihat membentang di belakang ujung sayap pesawat tidak ada hubungannya dengan masalah gelombang kejut: penghalusan dalam bentuk bagian dalam tali pusaran filamen dibuat oleh rotasi udara yang cepat dengan mekanisme pengurangan tekanan inersia-sentrifugal di dalamnya. pusaran. Zona bertekanan rendah dengan pendinginan dan kondensasi awan muncul dalam siklon - massa udara besar yang berputar.
Akhirnya, kabut terbentuk tanpa menurunkan tekanan, setiap kali udara lembab didinginkan di bawah titik embun. Di musim dingin, kabut mengalir dari jendela yang terbuka - udara lembab ruangan didinginkan, bercampur dengan udara luar yang dingin. Kendaraan peluncuran, yang diisi dengan oksigen cair, juga "berasap" di awal - di area pelepasan oksigen penguapan yang sangat dingin dari tangki, kabut tebal muncul di udara yang didinginkan. Kabut pagi yang menutupi dataran rendah padang rumput dan mengalir ke jurang disebabkan oleh pendinginan daratan pada malam hari dan lapisan permukaan udara akibat radiasi panas.
Tapi justru bentuk kerucut kabut di sekitar pesawat dan bahkan, tanpa jet dan pusaran, batas belakang kerucut yang menunjukkan sifat gelombang kejut kabut di foto-foto ini. Oleh karena itu, kerucut kabut adalah tanda pasti dari kecepatan transonik.
Apa yang akan terjadi selanjutnya? Dengan transisi ke penerbangan supersonik (misalnya, dengan M = 1, 3), pola gelombang yang membentang di sekitar bagian belakang pesawat akan sangat berubah. Gelombang kejut di atas sayap akan bergerak ke trailing edge dan dibelokkan kembali. Kompresi pada gelombang kejut akan meningkat, dan pemulihan tekanan atmosfer di belakangnya akan menjadi sangat cepat dan singkat. Zona penghalusan juga akan berubah menjadi lapisan tipis. Kabut akan menjadi "perwujudan" dari permukaan bagian dalam kerucut Mach, membentang dari pesawat jauh ke luar angkasa dalam selimut kerucut yang tembus cahaya. Dan jika pesawat masuk ke udara yang lebih kering, maka ia akan menghilang juga, tanpa meninggalkan jejak visual aliran.
Mitos Prandtl dan Glauert
Ada kesalahan umum lain yang terkait dengan kerucut kabut. Ini sering disebut "efek Prandtl-Glauert" (misalnya, ada artikel seperti itu di Wikipedia). Nama ini telah beredar luas, namun Anda tidak akan menemukan penyebutan efek seperti itu dalam buku teks aerodinamika atau dalam karya ilmiah apa pun. Itu tidak ada.
Ada konsep singularitas Prandtl – Glauert. Fisikawan Jerman Ludwig Prandtl sedang mencari deskripsi matematis tentang gerak supersonik pada awal abad ke-20. Karena asumsi yang salah, ia sampai pada hasil yang salah: dari persamaannya diketahui bahwa tekanan udara dan hambatannya untuk terbang pada kecepatan M = 1 cenderung tak terhingga. Apa yang aneh: pada saat itu, peluru dan proyektil senapan supersonik sudah terbang dengan sempurna, yang, dengan kekuatan hambatan udara yang tak terbatas, tidak hanya akan langsung jatuh, tetapi juga, mungkin, akan dibubarkan oleh kekuatan tak terbatas ini ke arah yang berlawanan..
Namun demikian, Prandtl memasukkan temuannya ke dalam kursus yang dia ajarkan kepada para siswa. Tetapi yang pertama menerbitkannya adalah ahli aerodinamika Inggris asal Jerman Hermann Glauert (atau Glauert, Hermann Glauert Inggris - tidak sepenuhnya jelas bagaimana orang Inggris Jerman atau Inggris Jerman ini mengucapkan nama belakangnya, dalam bahasa Jerman atau dalam bahasa Inggris). Oleh karena itu, metode itu sendiri, dan singularitas yang mengikutinya (tekanan tak terhingga) mulai disebut dengan nama kedua ilmuwan tersebut.
Faktanya, transformasi yang diusulkan oleh Prandtl tidak berfungsi ketika mendekati M = 1, tetapi tidak mudah untuk mengetahuinya pada saat itu, karena langkah pertama kemudian diambil dalam studi eksperimental aliran supersonik (dengan partisipasi aktif dari Prandtl sendiri, siapa yang melangkah dan melakukannya).
Ludwig Prandtl, terlepas dari kesalahannya dengan singularitas, adalah seorang aerodinamis yang luar biasa, pendiri, yang banyak bekerja dan berhasil dengan supersonik. Dialah yang pertama kali mengajukan teori gelombang kejut supersonik, yang telah kita bahas di atas. Dia menghitung dan membangun terowongan angin supersonik pertama di dunia. Dan kemudian dia menemukan metode untuk menghitung nosel supersonik, yang menurutnya semua nozel roket dihitung hari ini. Dia menciptakan sekolah aerogasdinamika yang kuat yang berkembang menjadi Max Planck Society saat ini. Dia berhak disebut bapak aerodinamika, dan salah satu kriteria kesamaan aerodinamis (yang menjadi milik nomor Mach) dinamai menurut namanya - nomor Prandtl. Dia hidup untuk melihat penerbangan penerbangan supersonik, yang muncul atas dasar karyanya, meninggalkan dunia ini pada tahun 1953.
"Efek" yang dikaitkan dengan Prandtl dan Glauert muncul dari seni rakyat bebas dan mengambil tempat di antara mitos serupa lainnya yang begitu mudah menyebar di zaman kita. Baik Prandtl maupun Glauert tidak merumuskannya, tidak menggambarkan kerucut berkabut, tidak memprediksinya - dan memang mereka tidak ada hubungannya dengan mereka. Orang hanya bisa bertanya-tanya bagaimana ide-ide aneh yang keliru kadang-kadang dibiaskan dalam aerodinamika, sehingga menimbulkan mitos.