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

Мария Шаипова
Известия
Сбить засланца: российским силовикам разрешат атаковать беспилотники
Анастасия Львова, Максим Талавринов
Известия
Дополнительные Кемеры: число рейсов в Турцию этим летом вырастет на 50%
Наталья Башлыкова, Анастасия Львова
Известия
Кассовый отрыв: в РФ хотят ограничить цены на продукты в аэропортах и на вокзалах
Игорь Надеждин
Lenta.ru
"Он не чувствовал страха" 55 лет назад погиб Юрий Гагарин. Почему в расследовании той катастрофы осталось так много тайн?
Анастасия Львова
Известия
Воздушный крен: пилоты в России остались без новых авиасвидетельств
Роман Крецул
Известия
Пункт значения: Санкт-Петербург усилят морской авиацией
Артём Кореняко
РБК
Грузовые авиаперевозки в России упали до уровней начала 2000-х

Ростех
Вертолетные новости начала года




Деловой Петербург
Новый аэропорт в Левашово ускорил развитие северных районов Петербурга

Московская Газета
Главред Avia.ru Network рассказал, что сегодня происходит на российском рынке авиализинга
Василий Кучушев
ТАСС
"Свободный охотник" против "орлиной стаи". К юбилею легендарного летчика Евгения Пепеляева
Дмитрий Сергеев
ТАСС
Первый трижды Герой Советского Союза: "соколиный удар" и иные приемы Александра Покрышкина
Артём Кореняко
РБК
Компании увидели риски для SSJ из-за дефицита свечей зажигания
Анастасия Николаева
Интерфакс
Провокационный полет
Софья Смирнова
Известия
Как крыло боинга: на покупку иностранных самолетов потратят 300 млрд рублей
Эльза Кузнецова
Татар-Информ
Дамир Юсупов о чуде на кукурузном поле: "Я не супергерой. Но приятно, что мной гордятся"
Яна Штурма, Роман Солдатов
Известия
Вне зоны допуска: получит ли компенсацию снятый с рейса "Победы" инвалид
Алексей Рамм, Богдан Степовой, Роман Крецул
Известия
Что посеяли: как американский БПЛА "Жнец" оказался на дне Черного моря
Анастасия Николаева
Интерфакс
Неуправляемый полет беспилотника
Ольга Коленцова
Известия
Больному кораблю: космонавты отработают спуск на аварийном Союзе МС-22"
Рафаэль Фахрутдинов
Взгляд
СБУ нашла крайнего в гибели легендарного самолета
Роман Солдатов
Известия
Полет формальный: авиадиспетчеры возмутились индексацией зарплат на 0,49%
Михаил Котов
ТАСС
Времяисчисление на Луне: в чем сложности определения часовых поясов в космосе
Ольга Коленцова
Известия
Орбитальная дистанция: «Союз МС-24» могут запустить на МКС на три месяца раньше плана
Дмитрий Хазанов
ТАСС
Почему в СССР отказались от штурмовой авиации в 1950-х годах

Ростех
Внимание, в небе Покрышкин!
Анастасия Львова
Известия
С земли в воздух: в России начнут серийно выпускать гражданские дроны
Ольга Коленцова
Известия
Сбросить лишнее: «Роскосмос» намерен сократить финансирование МКС

Ростех
Спасение с неба: Национальная служба санитарной авиации
Роман Крецул, Антон Лавров, Алексей Рамм
Известия
Указатели свыше: Минобороны испытывает новую линейку БПЛА
Артём Кореняко
РБК
В Минтрансе предупредили о риске сокращения полетов в Китай на 70%
Артём Кореняко
РБК
Авиакомпании заявили о проблемах с полетами в Китай
Ольга Коленцова
Известия
Взвесить все пуски: почему нельзя откладывать старт «Союза МС-23»
Дмитрий Корнев
Известия
Орбитальная пикировка: какие малые боевые средства угрожают России из космоса
Екатерина Москвич
ТАСС
"Перегрузка 3g, идем дальше?" Журналист ТАСС примерил на себя профессию космонавта

ТАСС
Российский "Тор", индийский Tejas и американские F-35: как прошла выставка Aero India 2023
Карашаш Ногаева, Дарья Зайцева, Павел Никифоров
Деловой Петербург
Что ты вьёшься: Петербург станет полигоном для развития дронов
Дмитрий Хазанов
ТАСС
Эра десантных планеров: для чего создавался Як-14
Ольга Коленцова
Известия
Брак и расчеты: с чем связаны два подряд инцидента на МКС

Ростех
Александр Микулин: пионер двигателестроения и ЗОЖа
Дмитрий Хазанов
ТАСС
"Завораживающие самолеты" Георгия Бериева. Как создавалась советская гидроавиация

Ростех
Самолеты Георгия Бериева
Анастасия Львова
Известия
ТО и требовалось: интервалы ремонта западных самолетов просят увеличить
Наталия Ячменникова
Российская газета
100 лет. Полет нормальный
Дмитрий Хазанов
ТАСС
Полет длиною в век: с чего начинался "Аэрофлот" и что имеем сегодня
Артём Кореняко
РБК
У разработчика военно-транспортных самолетов Ил-76 сменится руководитель
Михаил Котов
ТАСС
Кладбища космических масштабов: куда направили "Прогресс"
Светлана Латынина
ТАСС
"Небо в человеке запрограммировано". Как любой желающий может попасть в глубокий космос
Василий Кучушев
ТАСС
Первый русский гидроплан. Как инженер Григорович научил лодку летать и воевать
Ольга Коленцова
Известия
Дальше — дольше: судьбу МКС решат на закрытом совете конструкторов 6 февраля

 

 

 

 

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

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer