Головна Аерокосмічна інженерія та Орбітальна Механіка Надзвуковий потік

✈️ 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.

Аерокосмічна інженерія та Орбітальна Механіка2DСкладний60 FPS
supersonic-flow ↗ Відкрити окремо
DRAG · SCROLL · CLICK — керуйте прямо у вікні симуляції.

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.