✈️ Надзвуковий потік
Дивіться, як навколо тіла з ростом числа Маха формуються конус Маха (μ=arcsin 1/M) та косі/головні стрибки ущільнення, зі стрибками тиску й густини за Ренкіном-Гюгоніо та класифікацією режиму.
Схожі симуляції
Про цю симуляцію
Цей симулятор відображає хвилі тиску, випромінювані тілом, що рухається крізь повітря, показуючи, як вони поводяться, коли число Маха перетинає 1. Нижче Маха 1 хвилі випереджають тіло; вище нього вони більше не можуть втекти вперед і накопичуються в конус. Перетягніть повзунок числа Маха або половинного кута клина, або перемикайтеся між формами клина, конуса й тупого тіла, щоб побачити, як косий стрибок ущільнення стає крутішим, відривається в головний стрибок, і спостерігайте, як миттєво оновлюються співвідношення θ-β-M та умови стрибка за Ренкіном-Гюгоніо.
🔬 Що показує
Кругові хвилі тиску, що поширюються зі швидкістю звуку від тіла, яке рухається. Понад Мах 1 вони зливаються в конус Маха з половинним кутом μ = arcsin(1/M); форма клина або конуса створює приєднаний косий стрибок ущільнення під кутом β, тоді як тупе тіло змушує відірваний головний стрибок стояти попереду носа.
🎮 Як користуватися
Використовуйте повзунки числа Маха та половинного кута клина, оберіть форму тіла (клин, конус, тупе тіло) або перейдіть до пресету (дозвуковий, звуковий удар, гострий клин, тупий вхід в атмосферу), щоб побачити, як миттєво оновлюються геометрія стрибка та панель статистики (μ, β, p₂/p₁, ρ₂/ρ₁, M₂).
💡 Чи знали ви?
Кожен кут клина має максимальне значення θ, за межами якого розв'язку для приєднаного косого стрибка не існує — перевищте θmax у цій симуляції, і стрибок відірветься в криволінійний головний стрибок, точно як це відбувається на реальних капсулах при вході в атмосферу.
Часті запитання
Що таке конус Маха?
Це конусоподібний фронт стрибка ущільнення, що тягнеться за тілом, яке летить швидше за звук, з половинним кутом μ = arcsin(1/M). При M = 2 це становить приблизно 30°; конус звужується зі зростанням числа Маха.
Чому косий стрибок ущільнення іноді «відривається»?
Співвідношення θ-β-M має розв'язок лише до максимального кута відхилення θmax для заданого числа Маха. Поверніть потік різкіше за це значення (тупіший клин або більший θ), і стрибок не зможе залишитися приєднаним до вістря — натомість він стоїть окремо як криволінійний головний стрибок.
Що означають p₂/p₁ та ρ₂/ρ₁?
Це співвідношення тиску та густини по обидва боки стрибка, обчислені за співвідношеннями Ренкіна-Гюгоніо, застосованими до нормальної до стрибка складової числа Маха. Сильніші стрибки (вищий Мах, крутіший β) створюють більші стрибки значень.
Чому конус потребує іншого кута, ніж клин?
3D-конус дозволяє потоку розвантажуватися вбік у всіх напрямках навколо своєї осі, тож він створює слабший стрибок, ніж 2D-клин з тим самим половинним кутом — ця симуляція застосовує приблизно коефіцієнт масштабування 0,78, щоб наблизити цей ефект.
Що таке звуковий удар у цій моделі?
Це трансзвуковий режим навколо M = 1, де хвилі тиску, які зазвичай поширювалися б попереду тіла, замість цього накопичуються прямо біля носа, перш ніж нарешті сформувати справжній стрибок ущільнення — пресет «Звуковий удар» показує наростання цього стиснення.