Топ-100
Сделать домашней страницей Добавить в избранное





Главная Обзоры СМИ Статьи


От Коппа-Этчеллса до Прандтля-Глоерта


12 июля 2013 года Василий Сычев, Lenta.ru


Современное авиастроение базируется на целом комплексе физических законов, без знания которых человеку никогда не удалось бы поднять в воздух объекты из дерева и металла. Но полеты самолетов и вертолетов зачастую сопровождаются явлениями, которые возникают из-за других, не предусмотренных инженерами законов физики. «Лента.ру» предлагает читателям ознакомиться с наиболее интересными и относительно редкими физическими явлениями, с которыми сталкиваются пилоты гражданской и военной авиации.

Проявление эффекта триболюминесценции
Фото: Michael Yon / michaelyon-online.com

Физические эффекты при эксплуатации военной или гражданской техники проявляются по-разному: иногда они ведут к ухудшению управляемости вертолетом, а иногда — к появлению свечения вокруг законцовок лопастей при выключенных габаритных огнях. Часть подобных явлений смотрится эффектно, но к потере управляемости не ведет. Другая же часть представляет определенную опасность для пилота и пассажиров летательного аппарата, и противостоять ей неопытному летчику бывает крайне непросто.

В современном мире вертолетная техника часто совершает полеты в условиях пустыни, при посадке и взлете поднимая в воздух клубы пыли и песка. При этом законцовки лопастей вертолетов начинают светиться, образуя своеобразный «нимб» над машиной. Так проявляется триболюминисценция — эффект свечения при раскалывании кристаллических тел, в данном случае песчинок. В большинстве случаев свечение объясняется электрическими разрядами, происходящими в кристалле при деформации. Например, раскалывание кристалла сахара дает синеватую вспышку, а обрабатываемый алмаз может начать светиться синим или зеленым светом. В США триболюминисценция, наблюдаемая при взлете и посадке вертолета в пустыне, получила название эффекта Коппа-Этчеллса — в честь американских солдат, погибших в июле 2009 года в Афганистане.

Триболюминисценция на законцовках лопастей вертолета CH-47F Chinook
Фото: Армия США

Свечение вокруг законцовок лопастей вертолета UH-60L Black Hawk
Фото: Армия США

Пилотам самолетов знакомо другое физическое явление, известное как огни святого Эльма. Первое документальное упоминание такого эффекта, получившего свое название в честь католического покровителя моряков, появилось в 1886 году. Это явление тогда наблюдали моряки во время грозы: на острых концах высоких мачтовых конструкций появлялись яркие светящиеся области. Речь идет о коронных разрядах, возникающих на высоких и относительно острых предметах из-за большой напряженности электрического поля в атмосфере, что чаще всего бывает перед грозой. Сегодня на флоте огни святого Эльма встречаются редко из-за конструкции кораблей, отличающихся от судов XIX века. В авиации огни святого Эльма появляются на стеклах, законцовках крыльев и статических разрядниках при пролете неподалеку от грозового фронта или через него.

Огни святого Эльма на ветровом стекле кабины пилотов самолета-заправщика KC-10 Extender
Фото: ВВС США

Огни святого Эльма на ветровом стекле самолета-заправщика KC-135 Stratotanker
Фото: ВВС США

Куда более распространенным физическим эффектом является образование облака позади самолета, летящего на большой, чаще всего околозвуковой, скорости во влажной атмосфере. Такое явление получило название эффекта Прандтля-Глоерта. Его суть заключается в том, что позади быстро летящего самолета возникает область пониженного давления. Температура воздуха в этой области понижается, и, когда она опускается ниже точки росы, пары воды конденсируются в мельчайшие капельки, образуя облако. Считается, что эффект Прандтля-Глоерта проявляется только в тот момент, когда самолет преодолевает звуковой барьер, однако это не так. Например, облако может образовываться и позади быстро едущего автомобиля в условиях высокой влажности. Эффект Прандтля-Глоерта возникает и при взрыве различных боеприпасов ─ конденсацию паров воды в капельки с образованием облака можно наблюдать позади ударной волны.

Проявление эффекта Прандтля-Глоерта за истребителем F-22 Raptor
Фото: ВВС США

Проявление эффекта Прандтля-Глоерта при взрыве атомной бомбы Baker
Фото: Армия США

Нередко в авиации встречается и так называемый эффект экрана, при котором происходит плавное увеличение подъемной силы крыла и других аэродинамических характеристик самолета по мере приближения к поверхности земли. Такой эффект использовался при проектировании и создании экранопланов ─ аппаратов, способных перемещаться на больших скоростях над плоской поверхностью, как правило, над водой. При экранном эффекте низколетящий самолет начинает опираться на воздушную подушку, образуемую динамически набегающим потоком воздуха. Возмущения воздуха от крыла достигают земли, отражаются и возвращаются к крылу, в результате чего давление под аэродинамической поверхностью оказывается несколько большим, чем при обычном полете. При большой поверхности крыла крупных самолетов экранный эффект может мешать нормальной посадке.

Экраноплан-ракетоносец «Лунь»
Фото: topwar.ru

Самолет дальнего радиолокационного обнаружения и управления А-50
Фото: Министерство обороны России

А вот вихревое кольцо в авиации встречается реже, чем огни святого Эльма или эффект Прандтля-Глоерта. С таким физическим явлением иногда сталкиваются пилоты вертолетов. Вихревое кольцо вокруг вертолета образуется при быстром снижении с малой поступательной скоростью из-за образования турбулентных потоков воздуха, проходящего вниз через винт, отражающегося от земли обратно, а затем снова поступающего вниз через этот же винт. При попадании в вихревое кольцо резко снижается подъемная сила и увеличивается скорость снижения. Попытка же повышения мощности двигателя приводит к тому, что скорость течения воздушного потока от винта вниз только возрастает, усиливая вихревое кольцо. Считается, что именно из-за вихревого кольца «Морские котики» США в мае 2011 года потеряли один вертолет, проводя операцию по захвату лидера международной террористической сети «Аль-Каеда» Осамы бин Ладена.

Американский вертолет, разбившийся при посадке во время операции по захвату Осамы бин Ладена
Фото: EPA

Схема образования вихревого кольца вокруг вертолета
Изображение: Xmnemonic / wikipedia.org

Еще одним занимательным явлением в авиации считается эффект Коанда. Он получил название в честь румынского ученого Анри Коанда. Эффект представляет собой прилипание струи газа или жидкости к близкорасположенной стенке. Прилипание газовой струи происходит из-за разности давления в самой струе и области, расположенной между ней и стенкой. В авиастроении эффект Коанда используется редко. Ярким примером применения этого эффекта является военно-транспортный самолет Ан-72, в котором реактивные двигатели расположены над плоскостью крыла. Реактивная струя, вырывающаяся из двигателей, прилипает к поверхности крыла и разгоняет воздушный поток над ним. Благодаря этому увеличивается подъемная сила крыла.

Военно-транспортный самолет Ан-72
Фото: Министерство обороны России

Проект 1794
Фото: правительство США

В середине 1950-х годов канадская авиастроительная компания Avro Aircraft вела в интересах ВВС США разработку летательного аппарата под шифром «Проект 1794». Он имел дискообразную форму, а летать должен был именно благодаря эффекту Коанда. В основе аппарата был двигатель с ротором, создающим подъемную силу, и компрессорами для создания реактивной тяги. Создаваемые двигателем реактивные струи обтекали куполообразный корпус, что должно было создавать дополнительную подъемную силу, устойчивость «летающей тарелки» и возможность набирать большую скорость. Из-за технической сложности проект закрылся в 1961 году, а некоторые его подробности были рассекречены только в 2012-м.




комментарии (0):












Материалы рубрики

Михаил Котов
ТАСС
О высадке на Луну: пока американскую Artemis "штормит", китайская программа идет вперед?
Андрей Коршунов
Известия
Ячейная полоса: инновационный материал ускорит создание беспилотников
Алена Нефедова, Роман Крецул
Известия
БезБПЛАтный полет: сотрудникам ЧОП и МЧС разрешат сбивать беспилотники
Наталья Пономарева​​​​​​​
Интерфакс
Проверить на прочность
Анастасия Львова
Известия
Найти и обездвижить: аэропорты столкнулись с проблемой закупки защиты от дронов
Денис Гриценко
Известия
Открыто в космос: колонизировать Луну поможет робот-кентавр
Илья Словесный
Деловой Петербург
Смольный отменил разработку документации для метро в Пулково
Артём Кореняко
РБК
S7 раскрыла метод «раскатки» новых рейсов с помощью бразильских самолетов



Артём Кореняко
РБК
Число маршрутов S7 из Москвы впервые оказалось меньше вылетов из регионов
Анастасия Львова
Известия
«Ми» с вами: поставки вертолетов до 2030 года планируют увеличить на треть
Алексей Заквасин, Елизавета Комарова
RT
«Ещё один шаг к технологической независимости»: как в России разрабатывают систему предупреждения столкновения в воздухе

Ростех
Sukhoi Superjet NEW: что нового?
Василий Кучушев
ТАСС
5 лет — полет нормальный. Настоящее и будущее регионального самолета SSJ
Дарья Лабутина
Известия
Средь шумного Бали: Россия и Индонезия обсуждают запуск прямых рейсов

Ростех
Спорт на высоте. Какие самолеты помогают российским пилотам ставить рекорды и побеждать на соревнованиях самолет

Ростех
Роберт Бартини: итальянский барон советского авиастроения
Артём Кореняко
РБК
Совладелец «Азимута» рассказал о ценообразовании на билеты в Грузию
Ольга Коленцова
Известия
Зыбкая одежда: истекает срок эксплуатации скафандров космонавтов на МКС
Денис Гриценко
Известия
Врачи прилетели: как пациентов санитарной авиации спасают от кровопотери
Екатерина Москвич 
ТАСС
Музеи под открытым небом. Космический туризм на Восточный и Байконур
Андрей Коршунов
Известия
Взяли модуль: в России отобрали проекты для имитации лунных экспедиций
Тимофей Дзядко, Елена Сухорукова, Мария Бородаевская, Екатерина Постникова
РБК
Россия возобновит авиасообщение с Грузией. Что важно знать
Валентин Логинов, Анастасия Платонова
Известия
Взлетная годность: зачем Россия возобновляет прямые рейсы в Грузию
Мария Шаипова
Известия
Прямой без виз: Россия отменила запрет на авиасообщение с Грузией
Василий Кучушев
ТАСС
В условиях технологического суверенитета. Над чем работает знаменитый на весь мир ЦАГИ
Анастасия Антипова, Артём Кореняко, Анастасия Серова, Маргарита Овсянникова
РБК
Какие регионы запретили использовать дроны и что грозит нарушителям
Артём Кореняко
РБК
Ремонтирующие Airbus и Boeing в России компании сократили прибыль в 6 раз
Анастасия Львова
Известия
Светлая полоса: аэропорты перейдут на российское ПО для регистрации пассажиров

Regnum
14 аэропортов России обновят инфраструктуру в 2023 году
Артём Кореняко
РБК
Производители оценили затраты на создание отрасли дронов в ₽500 млрд
Артём Кореняко
РБК
Крупнейшие авиакомпании России получили рекордную прибыль на фоне санкций
Михаил Котов
ТАСС
Успех или провал Илона Маска: что показал запуск Starship
Анастасия Николаева
Интерфакс
Нештатная ситуация
Анастасия Львова
Известия
Грузовое небо: в РФ создают первый завод по выпуску гражданских дронов
Людмила Александрова
МК.ru
Самолеты требуют денег: насколько подорожают авиабилеты
Евгений Никтовенко
Аргументы и Факты
Россиян предупредили о подорожании авиабилетов на международных маршрутах
Мария Недюк, Денис Гриценко, Андрей Коршунов
Известия
Сверхтяжелые обстоятельства: почему полет новой ракеты Маска отменен
Алексей Рамм, Роман Крецул
Известия
Широкое приземление: на Новой Земле реконструируют военный аэродром
Анастасия Львова
Известия
Залетным ветром: на Чукотке и Ямале появятся первые базы для запуска дронов
Валерия Чуб
Известия
Приняли «Вызов»: как прошла премьера первого фильма, снятого в космосе
Евгений Никтовенко
Аргументы и Факты
Бронь для военных. В самолетах будут резервировать места для участников СВО
Мария Недюк
Известия
Материальное будущее: в РФ создают уникальные сталь, композиты и полимеры
Ольга Коленцова
Известия
Обстановка по требованию: замена МКС поможет в освоении спутника Земли
Владислав Крылов
Известия
Просто любовь: Юрий Гагарин остается самым популярным землянином Галактики
Ольга Мамиконян
Forbes
На пути к другим галактиками: восемь лучших фильмов про космос

Ростех
Космический успех двигателя РД-107/108
Екатерина Милицкая
Известия
Первый о космосе: как кино раскрыло секреты советского ракетостроения

ТАСС
От обечаек до парашютов: как Ростех помогает покорять космос
Мария Шаипова
Известия
От орбиты до Луны: крупнейшие достижения СССР и России в космосе
Роман Крецул, Алексей Рамм
Известия
Поднять флагман: для авианосца «Адмирал Кузнецов» набирают новый экипаж

 

 

 

 

Реклама от YouDo
Смотрите: http://perevozki.youdo.com/arenda/pritsep/, быстро и недорого.
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer