Am raportat recent despre planurile chineze de a lansa Shenzhou-9 și am folosit o imagine de stoc a unei rachete Long March-2F care aruncă placa de lansare. Nafin a vrut să știe care era acel tipar de diamante care se afla în spatele rachetei, iar ivan3man_at_large a postat răspunsul: au sunat diamante șocante.
Diamante șocante? Acest termen a trecut cumva pe lângă mine, așa că am crezut că voi mai satura în el.
Diamantele de șoc (denumite în mod alternativ „discuri Mach”) apar atunci când gazul iese dintr-o duză la viteze supersonice, la o presiune diferită de atmosfera exterioară. La nivelul mării, presiunea de evacuare poate fi mai mică decât atmosfera groasă. Și apoi la altitudini foarte mari, presiunea de evacuare poate fi mai mare decât atmosfera subțire.
Așadar, aceste diamante de șoc pot apărea la fel cum o rachetă decolează sau la o altitudine mare atunci când se schimbă în viteză supersonică.
Un exemplu clasic este naveta spațială explozând, dar un alt exemplu faimos este atunci când avionul rachetei X-1 a lui Chuck Yeager a ajuns la Mach 1.
Să luăm exemplul unei rachete. În acest caz, presiunea de ieșire a eșapamentului este mai mică decât atmosfera exterioară, astfel încât să obțineți o situație numită „supraexpansiune”. Gazul iese din rachetă la o presiune mai scăzută, iar ventilatoarele în exterior din duza de evacuare într-un „ventilator de expansiune”. Dar atmosfera exterioară este presiune mai mare decât gazele de eșapament și astfel o comprimă spre interior. Această diferență de presiune obligă gazul să se întoarcă la un moment dat - primul diamant de șoc.
(Vă scutesc toată dinamica complexă a fluidelor în acest moment.)
Apoi, gazul se compensează și se extinde din nou într-un nou ventilator de expansiune, iar apoi este forțat să se întoarcă împreună pe aceeași distanță mai departe de rachetă la următorul diamant de șoc, etc. În cele din urmă, distorsiunea atmosferică și frecarea preiau, egalizând presiunea penelor de evacuare cu atmosfera ambientală.
Diamantele șoc au fost descoperite inițial de Ernst Mach, faimosul om de știință austriac care a lucrat la dinamica fluidelor.
O altă notă laterală interesantă, diamantele de șoc nu se văd doar în evacuările rachetelor. De asemenea, au fost văzuți explozând vulcani și arme de artilerie
Există două articole minunate despre diamantele Mach, dacă doriți cu adevărat să le înțelegeți mai profund. Consultați acest articol din Aerospace Web și acesta din Rețeaua Allstar.
