Нещодавно я повідомив про плани Китаю щодо запуску "Шеньчжоу-9" і використав зображення зображення ракети "Довгий березень-2F", яка підірвала стартову площадку. Нафін хотів дізнатись, що це за алмазний візерунок, що стоїть за ракетою, і ivan3man_at_large розмістив відповідь: ударні алмази.
Ударні алмази? Цей термін якимось чином прослизнув повз мене, тому я подумав, що ще трохи заглиблююся в нього.
Ударні алмази (альтернативно відомі як "диски Маха") виникають, коли газ виходить з форсунки із надзвуковими швидкостями, при іншому тиску, ніж зовнішня атмосфера. На рівні моря тиск вихлопу може бути нижчим, ніж густа атмосфера. І тоді на дуже великих висотах тиск вихлопу може бути вищим, ніж тонка атмосфера.
Тож ці ударні алмази можуть з'являтися так само, як злітає ракета, або на великій висоті, коли вона переходить у надзвукову швидкість.
Класичним прикладом є вибух космічного човника, але ще один відомий приклад - коли ракетний літак Х-1 Чака Йегера досяг 1 Маха.
Візьмемо приклад вибуху ракети. У цьому випадку тиск на виході вихлопу є нижчим, ніж зовнішня атмосфера, і тому ви отримуєте ситуацію, що називається «перерозширення». Газ виходить з ракети під нижчим тиском, а вентилятори виходять з вихлопної насадки в "вентиляторі розширення". Але зовнішня атмосфера вище тиску, ніж відпрацьований газ, і так стискає його всередину. Ця різниця в тиску змушує газ повернутися разом у конкретну точку - перший ударний алмаз.
(Я пошкодую вам всю складну динаміку рідини на даний момент.)
Потім газ компенсується і знову розширюється в новий вентилятор розширення, а потім він змушений повертатися на ту саму відстань далі від ракети при наступному ударному алмазі, і так далі, і так далі. Врешті-решт атмосферні спотворення та тертя переймають, зрівнюючи тиск вихлопної труби з атмосферою навколишнього середовища.
Ударні алмази спочатку виявили Ернст Мах, відомий австрійський вчений, який працював над динамікою рідини.
Ще одна цікава сторона, ударні алмази не просто помічені в ракетних вихлопах. Їх також бачили вибухи вулканів і артилерійських гармат
Є дві чудові статті про алмази Маха, якщо ви дійсно хочете їх глибше зрозуміти. Перегляньте цю статтю з аерокосмічної мережі та цю мережу з Allstar Network.
