При дозвуковом обтекании фюзеляжа, крыла и оперения самолёта на выпуклых участках их обводов возникают зоны местного ускорения потока. (Благодаря этим зонам и образуется подъёмная сила летательного аппарата на дозвуковых скоростях.) Когда скорость полёта летательного аппарата приближается к звуковой, местная скорость движения воздуха в зонах ускорения потока может несколько превысить скорость звука. Миновав зону ускорения, поток замедляется, с неизбежным образованием ударной волны (таково свойство сверхзвуковых течений: переход от сверхзвуковой скорости к дозвуковой всегда происходит разрывно — с образованием ударной волны). Интенсивность этих ударных волн невелика — перепад давления на их фронтах мал, но они возникают сразу во множестве, в разных точках поверхности аппарата, и в совокупности они резко меняют характер его обтекания, с ухудшением его лётных характеристик: подъёмная сила крыла падает, воздушные рули и элероны теряют эффективность, аппарат становится неуправляемым, и всё это носит крайне нестабильный характер, возникает сильная вибрация. Это явление получило название волнового кризиса. Когда скорость движения аппарата становится сверхзвуковой (число Маха M>1), течение вновь становится стабильным, хотя его характер изменяется принципиально (См.Ударная волна, вызванная летательным аппаратом).
Пилоты, пытавшиеся преодолеть «звуковой барьер», пикируя с большой высоты, чтобы воспользоваться сложением тяги двигателя с силой тяжести самолёта, становились жертвами волнового кризиса – попав в него, они не могли вывести из пикирования самолёт, потерявший управление.
Сверхзвуковые самолёты, которым приходится проходить участок волнового кризиса при наборе сверхзвуковой скорости, имеют конструктивные отличия от дозвуковых, связанные, как с особенностями сверхзвукового течения воздушной среды, так и с необходимостью выдерживать нагрузки, возникающие в условиях сверхзвукового полёта и волнового кризиса, – в частности – треугольное в плане крыло с ромбовидым или треугольным профилем. (Cм. Ту-144)
Дозвуковые самолёты с крейсерской скоростью полёта, достаточно близкой к звуковой (более 800км/час.), обычно выполняются со стреловидным крылом и оперением с тонкими профилями, что позволяет сместить скорость, при которой начинается волновой кризис, в сторону бо́льших значений. (Cм. Ту-134. Сравнить с прямыми крыльями истребителей Второй мировой «Мустанга» и Me-109. У них на высоте волновой кризис начинался со скоростей 700-750 км/час. Реактивный Мессершмитт Me.262 имел стреловидное крыло, благодаря чему он без проблем развивал скорость свыше 800 км/час, и получил прозвище «Швальбе» — ласточка.)
|
