Chlapi,tu je to myslim velmi dobre vysvetlene,co je podstatou tresku:
Čo je to aerodynamický tresk?
Naše uši sú citlivým nástrojom, pomocou ktorého dokážeme
vnímať aj pomerne veľmi jemné zmeny tlaku vzduchu.
Periodické zmeny tlaku, resp. hustoty vzduchu, nazývame
zvuk. Ak v istej časti vyvoláme zmenu tlaku (hustoty), tak
táto zmena sa šíri vzduchom všetkými smermi rovnakou
rýchlosťou a hovoríme o šírení sa zvuku a jeho rýchlosti.
Telesá pri pohybe vzduchom vytvárajú tzv. tlakové vlny.
Tieto tlakové vlny nejako významne nepociťujeme. Avšak v
prípade ak rýchlosť telesa (lietadlo, raketa, atď.) dosiahne
rýchlosť zvuku, tak teleso postupuje spoločne s tlakovou
vlnou, ktorú vytvára. V dôsledku toho sa intenzita vzniknutej
tlakovej vlny niekoľkonásobne zvýši a prichádza k tzv.
aerodynamickému tresku. Vzniká zvukový vnem podobný
explózií.
Vznikajúce tlakové vlny nemajú nič spoločné s hlukom
motora lietadla. Aj prelet kačky je sprevádzaný týmito
vlnami. Pri podzvukových rýchlostiach sa tlakové vlny šíria
postupne jedna za druhou (ich frekvencia súvisí z
rýchlosťou), ale pri dosiahnutí kritickej rýchlosti zvuku sa
všetky združia do jedinej vlny a šíria sa spoločne. Pri
aerodynamickom tresku sa tak vznikajúce tlakové vlny
navzájom zosilnia a vznikne jedna nárazová tlaková vlna
šíriaca sa rýchlosťou zvuku spoločne s telesom (pozri
obrázok). Kritickú rýchlosť nazývame Mach 1 o zodpovedá
rýchlosti zhruba c=1225 km/h. Pri prelete lietadla
aerodynamický tresk niekedy vnímame ako dva tresky. Prvý
súvisí s nárastom tlaku (začiatok nárazovej vlny
zodpovedajúci nosu lietadla) a druhý zodpovedá poklesu
tlaku (spojeného s chvostom lietadla, kedy tlak klesne späť
na normálnu hodnotu). Okrem preletu lietadiel a rakiet, sa s
aerodynamickým treskom môžeme stretnúť aj pri prechode
rýchlovlakov (Japonsko, Francúzsko) cez tunel (najmä pri
východe z tunela).
Sila aerodynamického tresku závisí od veľkosti a hmotnosti
lietadla. So zvyšovaním rýchlosti sa však intenzita (hlučnosť)
tresku už nemení. Čím výššia rýchlosť, tým neskôr po prelete
lietadla príde k aerodynamickému tresku. Pri rýchlosti
jedného Machu je prelet sprevádzaný aerodynamickým
treskom, naopak pri veľmi veľkých rýchlostiach k
aerodynamickému tresku už neprichádza, pretože kužeľ
aerodynamického tresku sa nepretne so zemským povrchom.
Aerodynamický tresk typicky prenáša “zvukovú energiu”
niekoľkých stoviek megawattov na meter štvorcový a
intenzita zvuku môže presiahnuť 200 decibelov. Výsledná
tlaková vlna môže byť natoľko silná, že dokáže popraskať
(dokonca aj rozbiť) okná. Aj preto sa tento pojem vyskytuje
aj v poistných zmluvách. Nad obývanými oblasťami by mali
nadzvukové lietadlá prelietavať vo veľmi vysokých výškach,
aby sa zamedzilo poškodeniam majetku v dôsledku
aerodynamického tresku. Avšak pozorovalo sa, že aj prelety
vo výške 21 km sú pre isté lietadlá problematické.
Pripomeňme, že dopravné lietadlá lietajú vo výške zhruba 10
km. Rýchlosť zvuku bola poprvýkrát prekonaná 14.októbra
1947 americkým pilotom Chuckom Yeagerom.
V spojitosti s aerodynamickým treskom môžeme často vidieť
aj obrázky, prípadne videá, zo štartu stíhačiek okolo ktorých
sa vytvorí kuželovitý oblak, ktorý môžeme vidieť na Obrázku
2. Tento jav je síce úzko spojený s vysokou rýchlosťou
lietadla, ale nijako nesúvisí s aerodynamickým treskom.
Kuželovitý oblak, ktorý akoby graficky zobrazoval
aerodynamický tresk, však vzniká už pri rýchlostiach o niečo
málo nižších ako je rýchlosť zvuku. Naviac tesne po
prekonaní rýchlosti zvuku tento oblak zaniká, kdežto
aerodynamický tresk je prítomný pri akejkoľvek nadzvukovej
rýchlosti. Tento bezosporu veľmi efektný jav (nazývaný aj
PrandtlGlauertov
kondenzačný oblak) súvisí so znížením
tlaku a teploty na hodnoty, pri ktorých vodné pary
obsiahnuté vo vzduchu skondenzujú a vytvoria oblak.
Kondenzačný oblak vzniká pri tzv. PrandtlGlauertovej
singularite, t.j. pri rýchlostiach blízkej rýchlosti zvuku.
Napriek tomu, že podľa teórie relativity sa žiadne hmotné
teleso nemôže pohybovať rýchlejšie ako svetlo vo vákuu, tak
existujú situácie, v ktorých sa častice v materiály pohybujú
rýchlejšie ako svetlo v tomto materiály. Pri dosiahnutí
kritickej rýchlosti (t.j. rýchlosti svetla v danom materiály) sa
začne vyžarovať energia vo forme elektromagnetického
vlnenia, ktoré je svetelným analógom aerodynamického
tresku a nazýva sa Čerenkovovým žiarením, ktoré objavil
ruský fyzik Pavel Alexejevič Čerenkov a za tento objav
dostal v roku 1958 Nobelovu cenu za fyziku.
|
|
