Есть ли поверхность коммерческого самолета, подвергающаяся воздействию воздушного потока со скоростью около 1 Маха?

Когда коммерческие самолеты летают со скоростью чуть выше 0,8 Маха, есть ли какая-либо поверхность, подверженная воздействию значительно большей скорости воздуха, например, около 1 Маха? игнорирование:

  • Компоненты двигателя,
  • Пограничный слой, как поясняет Trebia Project.

Изменить . Читая полезную информацию, представленную в комментариях и ответах, я понимаю, что ключевым понятием является «критическое число Маха», и вопрос сводится к:

Летают ли коммерческие самолеты с критической скоростью числа Маха или выше?

поскольку критическая скорость числа Маха - по определению - скорость, при которой некоторая часть аэродинамического профиля испытывает сверхзвуковой воздушный поток. Смотрите также:

Как влияет превышение критического числа Маха самолета на его работу?

Справедливо. +1. Я обновил скорость почти до 1 Маха.
Скорость потока через двигатели будет намного меньше, чем 1 Маха (за исключением Scram/гиперреактивных двигателей). Для максимальной скорости потока ищите подъемные поверхности (например, крыло) и наконечники гребных винтов.
@casey Да, поток через двигатели медленнее, чем 1 Маха, но сами кончики лопастей вентилятора превышают 1 Маха во многих конструкциях турбовентиляторных двигателей, что приводит к ударным волнам, что, как я предполагаю, является причиной исключения двигателей из рассмотрения.
Aviation.stackexchange.com/questions/11884/… В этом ответе говорится, что лопасти двигателей работают на скорости 1,5 Маха.
Поскольку в новых реактивных самолетах A310 используются сверхкритические аэродинамические поверхности, они получили свое название от скоростей потока выше критической скорости в их расчетной точке. Возможны скорости до 1,2 Маха, что является нормальным в повседневных операциях.
@fooot Вот еще одно изображение одного из оптических эффектов ударных волн, создаваемых коммерческим судном: pprune.org/tech-log/443649-0-98-mach-747-8-a.html#post6264909 . Я видел это несколько раз, путешествуя пассажиром, и в одном случае волна была видна как искажение обзора через нее (это было на Ту-154, у которого, я думаю, нет сверхкритического крыла).

Ответы (2)

Конечно! Если вы заглянете на страницу википедии , критическое число Маха самолета — это наименьшее число Маха, при котором воздушный поток над какой-либо точкой самолета достигает скорости звука, но не превышает ее. Число Маха Drag Divergence обычно больше, чем Критическое число Маха, это означает, что на этой скорости большие поверхности подвергаются воздействию скорости воздуха больше 1.

Это может произойти из-за того, что фигура самолета сформирована таким образом, чтобы избежать ударных волн с течением и максимально отсрочить число Маха дивергенции лобового сопротивления (чтобы иметь большую крейсерскую скорость).

Где? В верхней части крыльев, где поток ускоряется для создания подъемной силы.

Уточнение по поводу двигателей (спасибо за помощь одному из комментариев):

Поток от реактивного двигателя имеет скорость, примерно вдвое превышающую крейсерскую скорость самолета. В любом случае истечение из реактивного двигателя авиалайнера намного горячее окружающего воздуха, поэтому скорость звука в этом газовом потоке намного выше; его число Маха все еще дозвуковое .

он не ударяется ни о какую поверхность - если вы не считаете стенку двигателя поверхностью;)
Истечение из реактивного двигателя авиалайнера намного горячее окружающего воздуха, поэтому скорость звука в этом газовом потоке намного выше. Хотя вы правы в том, что скорость газа примерно в два раза превышает скорость полета, его число Маха все еще дозвуковое .

Если взять вопрос как есть, то я скажу, что ни одна точка поверхности любого самолета не будет иметь число Маха > 1. Близко к поверхности, на типичном авиалайнере, существует тонкий слой воздуха, который адаптирует скорость от вне до скорости самолета. Итак, скорость воздуха на поверхности самолета относительно самолета равна 0. Таким образом, число Маха = 0.

Этот слой называется пограничным слоем , и в типичных авиалайнерах в нескольких сантиметрах от края поверхности самолета воздух восстановит скорость, и все, что было упомянуто, будет применяться (и поэтому будут точки близко к поверхности, где число Маха будет > 1).

Вопрос, кажется, также сосредоточен в крейсерском режиме, однако, когда выпускаются механизации (закрылки и предкрылки), ускорение на верхней поверхности намного больше, вы можете иметь одну или несколько точек «близко к поверхности», где Маха 1, когда самолет летит с относительно низким числом Маха (0,3-0,5). Это сильно зависит от устройств большой подъемной силы, используемых самолетом.

Действительно хороший момент.
Добавлен комментарий об устройствах с большой подъемной силой, которые также могут иметь скорость 1 Мах на низкой скорости.
Это может иллюстрировать градиенты скорости в пограничном слое и механизированных устройствах.