Ударную волну, возникающую при сверхзвуковом движении предметов, можно оседлать. Продемонстрировать это экспериментаторы смогли в специальной аэродинамической трубе.
Ученые обнаружили любопытное свойство ударных волн – явлений, обычно возникающих при сверхзвуковом движении объектов в газе.
Ударные волны -- воображаемые поверхности, в которых основные термодинамические характеристики среды -- плотность, температура, давление – испытывают скачок. Физики под руководством Ника Парциалеса из Калифорнийского технологического института решили узнать, может ли ударная волна двигать свободно летящее тело. Для этого они использовали нейлоновые шарики, помещенные в аэродинамическую трубу. В трубе создавался ламинарный поток воздуха со сверхзвуковой скоростью четыре Маха. Шарики соединяли вместе и привязывали тонкой нитью, которая при подаче воздуха обрывалась.
В случае двух одинаковых шаров после отрыва удерживающей нити шары сразу начинали расходиться друг от друга, продолжая двигаться симметрично. Необычное явление наблюдалось, когда шары различались по размеру. Как и в первом эксперименте, каждый шар образовывал вокруг себя собственную ударную волну. Однако в этот раз меньший шар быстрее увлекался набегающим потоком воздуха, но главное – он всегда оставался в области действия ударной волны, возникающей от большого шара.
Серфинг на сверхзвуке
Ученые назвали этот эффект «surfing» -- оседлание ударной волны. В дальнейшем команда Парциаля создала 3-D модель движения шаров на основе расчета аэродинамических сил. Расчет показал, что наблюдаемый эффект очень чувствителен к геометрии системы.
Ученым еще предстоит найти практическое применение открытому эффекту. Они уверены, что подобное скольжение на ударной волне происходит при отделении мелких фрагментов метеоритов в атмосфере. Работа ученых опубликована в журнале Technology Review.
