Strona główna Lotnictwo i Kosmonautyka Przepływ naddźwiękowy

✈️ Przepływ naddźwiękowy

Patrz, jak wraz ze wzrostem liczby Macha wokół ciała powstaje stożek Macha (μ=arcsin 1/M) oraz fale uderzeniowe skośne i dziobowe, ze skokami ciśnienia i gęstości Rankine'a-Hugoniota i klasyfikacją reżimu.

Lotnictwo i Kosmonautyka2DZaawansowany60 FPS
supersonic-flow ↗ Otwórz osobno
Interfejs samej symulacji jest w języku angielskim.

O tej symulacji

Ten symulator renderuje fale ciśnienia emitowane przez ciało poruszające się w powietrzu, pokazując, jak zachowują się, gdy liczba Macha przekracza 1. Poniżej Mach 1 fale wyprzedzają ciało; powyżej nie mogą już uciec do przodu i piętrzą się w stożek. Przeciągnij suwak Macha lub kąt połówkowy klina, albo przełączaj się między kształtami klina, stożka i ciała tępego, by zobaczyć, jak skośna fala uderzeniowa staje się stromsza, odrywa się w falę dziobową, oraz jak relacja θ-β-M i warunki skoku Rankine'a-Hugoniota aktualizują się na żywo.

🔬 Co pokazuje

Kołowe fale ciśnienia rozchodzące się z prędkością dźwięku od poruszającego się ciała. Powyżej Mach 1 łączą się w stożek Macha o kącie połówkowym μ = arcsin(1/M); kształt klina lub stożka wytwarza przyczepioną skośną falę uderzeniową pod kątem β, podczas gdy ciało tępe wymusza oderwaną falę dziobową stojącą przed jego dziobem.

🎮 Jak korzystać

Użyj suwaków liczby Macha i kąta połówkowego klina, wybierz kształt ciała (klin, stożek, tępe) lub przejdź do presetu (poddźwiękowy, grzmot naddźwiękowy, ostry klin, tępe wejście atmosferyczne), by zobaczyć natychmiastową aktualizację geometrii fali i panelu statystyk (μ, β, p₂/p₁, ρ₂/ρ₁, M₂).

💡 Czy wiesz, że?

Każdy kąt klina ma maksymalne θ, powyżej którego nie istnieje rozwiązanie przyczepionej skośnej fali uderzeniowej — przekrocz θmax w tej symulacji, a fala uderzeniowa oderwie się w zakrzywioną falę dziobową, dokładnie jak w przypadku prawdziwych kapsuł wchodzących w atmosferę.

Najczęściej zadawane pytania

Czym jest stożek Macha?

To stożkowy front fali uderzeniowej ciągnący się za ciałem lecącym szybciej niż dźwięk, o kącie połówkowym μ = arcsin(1/M). Przy M = 2 wynosi on około 30°; stożek zwęża się wraz ze wzrostem liczby Macha.

Dlaczego fala uderzeniowa skośna czasem się "odrywa"?

Zależność θ-β-M ma rozwiązanie tylko do maksymalnego kąta odchylenia θmax dla danej liczby Macha. Odchylenie przepływu ostrzej niż to (tępszy klin lub wyższe θ) sprawia, że fala uderzeniowa nie może pozostać przyczepiona do wierzchołka — zamiast tego odstaje jako zakrzywiona fala dziobowa.

Co oznaczają p₂/p₁ i ρ₂/ρ₁?

To stosunki ciśnienia i gęstości po obu stronach fali uderzeniowej, obliczone z relacji Rankine'a-Hugoniota zastosowanych do liczby Macha normalnej do fali. Silniejsze fale uderzeniowe (wyższy Mach, stromsze β) dają większe skoki.

Dlaczego stożek potrzebuje innego kąta niż klin?

Trójwymiarowy stożek pozwala przepływowi rozprężać się na boki we wszystkich kierunkach wokół swojej osi, więc wytwarza słabszą falę uderzeniową niż dwuwymiarowy klin o tym samym kącie połówkowym — ta symulacja stosuje w przybliżeniu współczynnik skalujący 0,78, by oddać ten efekt.

Czym jest grzmot naddźwiękowy w tym modelu?

To reżim transoniczny w okolicach M = 1, gdzie fale ciśnienia, które normalnie rozchodziłyby się przed ciałem, zamiast tego piętrzą się tuż przy dziobie, zanim ostatecznie utworzą się w prawdziwą falę uderzeniową — preset "Grzmot naddźwiękowy" pokazuje narastanie tej kompresji.

Podobne symulacje