До перехода звукового барьера.
Линиями показана граница нормальной плотности воздуха и разреженного, вызванной носовой частью.
Самолет тащит с собой область низкого давления, если в воздухе есть влага, то она, попадая из области повышенной плотности, в область низкого давления начинает конденсироваться, тем самым увеличивается плотность, а вид сзади убеждает в том, что пар никуда не рассеивается, а накапливается.
Вид с хвостовой части на зону низкого давления. Хвостовое оперение в ней не находится.
Таким образом, формируется облако, которое самолет тащит за собой.
Разница в давлениях, тем не менее, достаточно большая.
Момент прохождения звукового барьера, отчетливо виден срыв и фактически моментальное разрушение зоны низкого давления, по сути своей это взрыв. Срыв зоны однократен при его прохождении, что и вызывает резкий хлопок с быстрым исчезновением пара.
Никакой ударной волны после перехода звукового барьера нет и быть не может.
Она не наблюдается в обратном опыте с использованием сверхзвукового течения в аэродинамических трубах.
Не наблюдается и при наблюдении с земли, несколько наблюдателей спокойно определяют по азимуту место хлопка, и не наблюдается постоянного грохота свойственного якобы перемещающейся ударной волне. Слышен только звук двигателя и никакого удара нет.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Звуковой_барьер#Ударная_волна,_вызванная_летательным_аппаратом
Порок Гюйгенсовой ударной волны в том, что порочна сама идея с волнами, примененная поначалу в оптике при попытке объяснения с их помощью явления дифракции и интерференции. Все решается стандартным геометрическим способом на базе преломления света, как в линзах, так и с отверстиями, и малыми экранами.
http:// fatyf.aiq.ru/wave-light.htm
Аналог спутная волна, идущая перпендикулярно курсу корабля позади кормы и от наиболее широкой части,
скорость бега которой равна скорости хода корабля, и добавочная мощность, развиваемая машиной корабля, затрачивается не на увеличение скорости хода, а на поддержание этой волны. Есть некоторая критическая скорость, при которой такая волна практически исчезает. Если резко снизить скорость, спутная волна догоняет и перегоняет корпус корабля, сообщая ему поступательное движение, вместо полной остановки.
Понятие спутной боковой волны к данной волне не относится.
Проблематика боковой спутной волны на мелководье это целый раздел теории движения корабля. На мелководье она гораздо более мощная, и как обычная волна у берега взаимодействует с твердой поверхностью, а на большой глубине этого нет.
И все это на границе: вода – воздух. А в сплошном объеме либо воды, либо воздуха волна имеет и объемный вид, чередование областей высокого и низкого давления в сторону уменьшения..
Так и в воздухе, большая часть мощности двигателя тратится не на то, чтоб увеличивать скорость, а на то, чтоб тащить за собой зону низкого давления, исчезновение-срыв которой происходит при преодолении звукового барьера, для чего применяется форсаж двигателей.
Течение Прандтля Майера
Разновидность спутной волны, с расположением поверхностей под углом.
https://ru.wikipedia.org/wikiЧисло_Маха
Это пересечение спутной волны с набегающим скоростным потоком, любой выступ создает такое пересечение, кроме острого угла, не образующего спутной волны. Соответственно пересечение затухающего спутного волнения создает и зоны слоистости при пересечении, зона высокого давления волны выдавливает течение вбок со сложением скоростей под углом и увеличивается в угловом клине скорость.
Именно это и приводит к эффекту Прандля-Глоерта, с образованием зоны низкого давления не от хвостовых частей, а от выступающих наиболее , то
есть «толстых» поверхностей с тупым углом как на рисунке. Или поверхностей с достаточной степенью кривизны выпуклостей.
При превышении числа маха, происходит срыв зоны по причине: скорость звука в набегающем потоке становится больше скорости звука в спутной волне, то есть клин с высокой скоростью смещается уже в ее зону и срывает саму волну.
А вот теория на базе термодинамики полный отстой.
Теория боковых волн рассмотрена Жуковским. Теории спутной волны нет и вообще мало исследовалась.
Фатьянов А.В. Спб. Август 2014 - декабрь 2018
