Просмотров: 21296

Полеты в стратосфере

Эффект на Земле от звуковых ударов определяется перепадом давления в скачке уплотнения. Если он менее 1,5 кГ/м2, то воспринимается как отдаленный взрыв, если меньше 5 кГ/м2 — как близкий удар или взрыв. При перепадах давления от 5 до 15 кГ/м2 выпадают оконные стекла, а при перепадах около 40 кГ/м2 разрушаются легкие строения.
Однако сила звукового хлопка на поверхности Земли ослабевает с увеличением высоты полета. Если разгон самолета до сверхзвуковой скорости производится в тропосфере, то в этом случае ударные волны могут вызвать даже разрушение наземных объектов. В стратосфере же ударные волны безопасны для земных объектов, так как инверсия и изотермия над тропопаузой ослабляют распространяющиеся книзу ударные волны, которые в этом случае могут вызвать у земного наблюдателя лишь неприятный звуковой эффект.
Субъективная реакция людей на хлопки зависит не только от перепада давления, но и от ряда других факторов— времени суток, числа случаев, продолжительности (два хлопка или объединенный хлопок), от возраста и физического состояния человека. Ученые изучают воздействие звуковых хлопков на человеческий организм.
Траектория распространения звукового луча находится в тесной зависимости от таких характеристик окружающей среды, как температура и ветер. Так теоретически и экспериментально было установлено, что скорость звука (а) зависит от температуры воздуха (Т): а = 72,2 Т. Вертикальное же распределение направления и скорости ветра, накладываясь на эффект вертикального распределения температуры, вызывает искривление звуковых лучей и фокусировку звуковых ударов.
Проследим искривление звукового луча, идущего от образуемой сверхзвуковым самолетом ударной волны (рис. 6). Допустим, что самолет летит на высоте 20 км. Будем считать, что в нижней стратосфере имеется изотермия, в тропосфере (кроме приземного слоя)—нормальное распределение температуры с высотой, а в приземном слое наблюдается инверсия (см. рис. 6, поз. 6). Звуковой луч между самолетом и тропопаузой под влиянием температуры (изотермия) преломляться не будет (см. рис. 6, поз. 2). Далее, пересекая тропосферу, он будет переходить из холодного в более теплый воздух, следовательно, он будет преломляться. Если в тропосфере отклонение звукового луча значительно, то он не достигнет земли (см. рис. 6, поз. 4). Если же в приземном слое наблюдается инверсия, т. е. с высотой температура воздуха возрастает, то искривление луча происходит в обратную сторону и он достигает земли (см. рис. 6, поз. 5).
В рассмотренном примере не учитывалось распределение ветра. В действительности же ветер оказывает большое влияние на распространение идущей от сверхзвукового самолета звуковой волны.
Искривление звукового луча под влиянием ветра накладывается на искривление, вызванное вертикальным распределением температуры. Оба влияния (ветра и температуры) могут действовать в одном направлении, усиливая эффект, или в противоположных направлениях. В последнем случае влияние одного из факторов частично и полностью компенсирует влияние другого.
Зная вертикальное распределение температуры и ветра, можно в каждом отдельном случае рассчитать перемещение фронта ударной волны.
Расчеты фокусирования ударной волны при различном распределения ветра и при стандартном распределении температуры показали, что для уменьшения эффекта звуковых ударов важно, чтобы ветер на этапе набора высоты и на крейсерском этапе был либо попутным, либо встречным. В случае полета с боковым ветром, особенно .при пересечении сверхзвуковым самолетом струйного течения, наблюдается увеличение звукового эффекта. Изменение скачка давления в этом случае у поверхности Земли под влиянием ветра будет Значительно слабее, если на крейсерской высоте полета самолет находится гораздо выше уровня максимальной скорости ветра.
Таким образом, распределение температуры и ветра является важным фактором для обеспечения полетов в стратосфере. В целом степень влияния температуры и ветра на полет сверхзвукового самолета определяется сезонными и непериодическими изменениями циркуляции в стратосфере. К непериодическим изменениям относятся стратосферные потепления.
twitter.com facebook.com vkontakte.ru odnoklassniki.ru mail.ru ya.ru rutvit.ru myspace.com technorati.com digg.com friendfeed.com pikabu.ru blogger.com liveinternet.ru livejournal.ru memori.ru google.com bobrdobr.ru mister-wong.ru yahoo.com yandex.ru del.icio.us
Эта запись опубликована: Суббота, 5 марта 2011 в рубрике Что такое стратосфера.

1 комментарий

Следите за комментариями по RSS
  1. Very useful innformation,i hope it'll help me in my nearest flighting.

    Thank you very much!!!

Оставьте комментарий!

Не регистрировать/аноним

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

Зарегистрировать/комментатор

Для регистрации укажите свой действующий email и пароль. Связка email-пароль позволяет вам комментировать и редактировать данные в вашем персональном аккаунте, такие как адрес сайта, ник и т.п. (Письмо с активацией придет в ящик, указанный при регистрации)

grin LOL cheese smile wink smirk rolleyes confused surprised big surprise tongue laugh tongue rolleye tongue wink raspberry blank stare long face ohh grrr gulp oh oh downer red face sick shut eye hmmm mad angry zipper kiss shock cool smile cool smirk cool grin cool hmm cool mad cool cheese vampire snake excaim question

(обязательно)