Найти в Дзене
Эпонимы и Мы

ЧИСЛО МАХА, КОЛЬЦА МАХА, КОНУС МАХА, ПОЛОСЫ МАХА

"...Скорость ракет Dark Eagle в пять раз превышает скорость звука".

"...Скорость полета снаряда составила около 7 чисел Маха".

Чувствуете разницу? Нет? Принято считать, что скорость звука - величина относительно постоянная, и равна она, как мы помним из школьного курса физики, 300 метров в секунду. Но, во-первых, не 300, а 331, а во-вторых, это справедливо только для температуры 0 градусов по Цельсию и давлении 101325 Па. Опять же, в разных средах (вода, железо, воздух с большей или меньшей примесью углекислого газа и пр.) звук распространяется с разной скоростью.

Теперь с ЧИСЛОМ МАХА (число М). На самом деле, это тоже величина относительная, она представляет собой один из критериев подобия в механике жидкости и газов. А проще - это отношение скорости течения в данной точке газового потока к местной скорости распространения звука в движущейся среде.

С одной стороны, число М показывает, сколько скоростей звука в скорости самолета сейчас на конкретной высоте (при определенных условиях среды). Если число Маха больше единицы, очевидно, мы имеем дело со сверхзвуковой скоростью. Поэтому чаще всего вы будете встречать пояснение, для какой высоты указано конкретное число Маха.

С другой стороны, число Маха в авиации - величина качественная, а не количественная. Это не скорость в чистом виде, а критерий который показывает насколько скорость объекта выше скорости звука. Это важно знать потому, что дозвуковые, трансзвуковые, сверхзвуковые или гиперзвуковые скорости очень сильно отличаются по сути. Поэтому на современных самолётах есть отдельный циферблат, показывающий значение числа Маха в дополнению к приборной скорости.

Эрнст Мах (18 февраля 1838 - 19 февраля 1916). Фото с айта https://ru.wikipedia.org/wiki/Мах,_Эрнст
Эрнст Мах (18 февраля 1838 - 19 февраля 1916). Фото с айта https://ru.wikipedia.org/wiki/Мах,_Эрнст

Всем этим премудростям мы обязаны австрийскому физику, механику и философу (!) Эрнсту Маху (18 февраля 1838 - 19 февраля 1916). Более того, с именем учёного связаны и другие эпонимы, помимо ЧИСЛА МАХА.

Например, ему принадлежит открытие оптического явления, известного как КОЛЬЦА МАХА (вариант - ДИСКИ МАХА).

КОЛЬЦА МАХА. Фото с сайта https://t.me/s/aviadrive/2051
КОЛЬЦА МАХА. Фото с сайта https://t.me/s/aviadrive/2051

​​При работе двигателей реактивных самолётов на "форсаже" в горячей струе выходящих газов, особенно в вечернее время, становятся видны светящиеся кольца. Как правило, они заметны при полете в процессе разгона скорости, когда режим работы силовой установки "полный форсаж", а скорость самолёта ещё дозвуковая. При этом воздушная среда, окружающая газовую струю будет иметь меньшую скорость. Переход со сверхзвуковой скорости на дозвуковую сопровождается появлением скачков уплотнения, как раз границы этого перехода и являются светящимися кольцами. По мере удаления от среза сопла двигателя происходит торможение выходящих газов. Максимальная скорость газов в центре струи, в этом месте она в последнюю очередь теряет свою скорость до дозвуковой, поэтому кольца Маха удаляясь от самолёта уменьшают свой диаметр.

Источник - https://t.me/s/aviadrive/2051

КОНУС МАХА. Фото с сайта https://sk-atrium.su/aviaciya/giperzvukovoj-samolet.html
КОНУС МАХА. Фото с сайта https://sk-atrium.su/aviaciya/giperzvukovoj-samolet.html

Также широкую известность получил эпоним КОНУС МАХА - коническая поверхность, ограничивающая в сверхзвуковом потоке газа область, в которой сосредоточены возмущения (звуковые волны), порожденные точечным источником возмущений — телом, обтекаемым потоком или, что эквивалентно, движущимся в среде со сверхзвуковой скоростью. КОНУС МАХА разграничивает возмущенную и невозмущенную области среды.

Источник - https://ru.wikipedia.org/wiki/Конус_Маха

Очень подробно (гораздо подробнее, чем у нас) об этом написано, как ни странно, в сербской Википедии - https://sr.wikipedia.org/sr/Махов_број

Не стоит, однако, думать, что вот это - тоже КОНУС МАХА.

Это НЕ КОНУС МАХА! Фото с сайта https://tertz.livejournal.com/71463.html
Это НЕ КОНУС МАХА! Фото с сайта https://tertz.livejournal.com/71463.html

На самом деле, на фото - демонстрация ЭФФЕКТА ПРАНДТЛЯ - ГЛОЕРТА. Но об этом позже.

Как человек, посвятивший себя изучению оптики, Эрнст Мах сделал ещё одно открытие, довольно неожиданное, и в большей степени находящееся на границах физики, физиологии и психологии. Речь идёт о ПОЛОСАХ МАХА - оптической иллюзии, суть которой заключается в преувеличении контраста между краями слегка отличающихся оттенков серого при их соприкосновении друг с другом.

ПОЛОСЫ МАХА. Фото с сайта https://ru.wikipedia.org/wiki/Полосы_Маха
ПОЛОСЫ МАХА. Фото с сайта https://ru.wikipedia.org/wiki/Полосы_Маха

Что удивительно, это не простое развлечение, как обычно бывает с разного рода иллюзиями. Знание природы данного явления очень важно в целом ряде случаев, ибо от этого может зависеть здоровье и даже жизнь человека. Например, когда врач оценивает рентгенограмму зубов на наличие признаков распада, в которых изображения зубов и костей построены с использованием оттенков серого и анализирует на наличие аномальных вариаций интенсивности, он может сделать неправильный вывод о состоянии тканей. Точно так же наличие ПОЛОС МАХА может привести к ошибочной диагностике пневмоторакса путем создания темной линии на периферии легких (тогда как истинный пневмоторакс будет иметь белую плевральную линию).

Рентгенограмма зубов. Фото с сайта https://zen.yandex.ru/media/id/5e80a22f5f081e20a9658885/kak-ia-reshilas-ispravit-prikus-podgotovka-5e80a57e93baaa4efffea1af
Рентгенограмма зубов. Фото с сайта https://zen.yandex.ru/media/id/5e80a22f5f081e20a9658885/kak-ia-reshilas-ispravit-prikus-podgotovka-5e80a57e93baaa4efffea1af

Наконец, стоит вспомнить и об ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ МАХА - ЦЕНДЕРА, то есть об оптическом приборе, применяемом для анализа плазмы и газовых потоков. Его Эрнст Мах создал, совместно со швейцарским физиком Людвигом Луи Альбертом Зендером/Цендером (4 мая 1854 - 24 марта 1949).

Наука
7 млн интересуются