Почему центр давления (сопротивления?) смещается вперед при переходе от трансзвука к сверхзвуку?

Центр давления при переходе в сверхзвуковой полет смещается не вперед, а назад. Позвольте мне сравнить распределение давления вокруг до- и сверхзвукового профиля, и причина должна быть очевидна:

Первый дозвуковой поток, показывающий Eppler 502 под умеренным углом атаки (3 °):

А вот ромбический профиль в сверхзвуковом потоке, скопированный из этого ответа :

В то время как перепад давления между верхней и нижней сторонами является самым высоким вблизи передней кромки в дозвуковом потоке и сужается по мере того, как вы двигаетесь назад, разница давлений между обеими сторонами постоянна по хорде в случае сверхзвукового аэродинамического профиля. Невыпуклый ромбический аэродинамический профиль представляет собой простейший случай: давление резко возрастает, когда воздух проходит через ударную волну, и падает, когда он проходит через расширительный вентилятор. Между ними давление постоянно, потому что местный наклон поверхности не меняется.

Как следствие, центр давления находится около четверти точки в дозвуковом потоке и на середине хорды в сверхзвуковом потоке (если пренебречь концевыми эффектами).

Даже в трансзвуковом полете, когда локальный сверхзвуковой поток задерживает рост давления , центр давления начинает смещаться назад. Это является причиной снижения тангажа при ускорении выше критического числа Маха , которое называется подтягиванием Маха .

Хорошо, теперь я забыл упомянуть центр сопротивления. Это имеет второстепенное значение, потому что сила лобового сопротивления намного меньше подъемной силы. Принцип тот же: суммируйте все вклады сопротивления и найдите точку, в которой дискретная сила, приложенная в направлении сопротивления, дает такой же эффект. В то время как центр давления просто суммирует все давление (и включает части, которые способствуют сопротивлению), центр сопротивления смешивает эффекты сдвига и давления и рассматривает долю, которая действует в направлении потока.

При переходе от околозвукового к сверхзвуковому полету центр давления (ЦД) фактически смещается назад.

Когда аэродинамический профиль движется по воздуху и достигает околозвуковой скорости, начинают формироваться ударные волны; что вызывает увеличение давления в области ударной волны. Это увеличение давления способствует тому, где концентрируется центр давления (ЦД).

Теперь, когда аэродинамический профиль движется быстрее (к сверхзвуку), он оставит ударную волну позади, таким образом, перемещая CP назад.

Центр давления — это точка, в которой подъемная сила воздействует на крылья самолета (подумайте об этом, как о давлении на крылья, чтобы поднять его).

Центр тяжести наоборот, это точка, в которой гравитация действует на корпус самолета, тянущий его вниз. Если у вас самолет с тяжелым носом, то ваш центр давления находится позади вашего центра тяжести (то есть нос опускается, а хвост поднимается).

Я не слышал о центре сопротивления, но не думайте, что это центр давления, поскольку центр давления относится к подъемной силе, а не к сопротивлению.