Звуковой удар: от физики нелинейных волн до акустической экологии (обзор)статья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 8 сентября 2021 г.
Аннотация:Изложена история вопроса. Вначале дана информация о развитии сверхзвуковой авиации. Затем кратко описана история изучения явления звукового удара, генерируемого при полете пуль и снарядов. Приведены результаты классиков аэроакустики – К. Доплера, Э. Маха и малоизвестные исторические факты, обнаруженные в старых зарубежных источниках. Указано на необходимость правильного использования термина “звуковой удар”, который не ограничен задачами авиационной акустики и присущ многим природным и техногенным явлениям. Отмечен 100-летний приоритет акустического эффекта перед более слабым оптическим аналогом – излучением Вавилова–Черенкова. Описаны проблемы, связанные с расчетом генерации возмущений при взаимодействии трансзвуковых и сверхзвуковых течений с реальными телами: необходимость учета деталей формы аэродинамического профиля, особенности поведения пограничного слоя, формирование ударных волн, турбулизация потока, кинетика (релаксация и диссоциация) атмосферных газов. Обсуждается явление волнового резонанса, ответственного за формирование удара при переходе через звуковойбарьер. Описаны нелинейные процессы формирования N-волны при распространении сигнала сложной формы. Описано влияние основных эффектов, искажающих N-образный профиль: дифракции, фокусировки, множественных релаксационных явлений, уширяющих ударный фронт.Изложена теория N-волн в неоднородной среде. Построены примеры картины лучей в стандартнойатмосфере и в области за турбулентным пограничным слоем. Изложены методы расчета, основанные на приближениях нелинейной геометрической акустики и нелинейной квазиоптики. Указаны проблемы, связанные с последствиями ударов и вредным их воздействием на окружающую среду,сооружения и живые организмы. Приведена обширная библиография и перечень основных обзоров в отечественной и зарубежной литературе.Ключевые слова: звуковой удар, сверхзвуковая авиация, исторические