Фізичні явища, з якими стикаються пілоти військової авіації зброю силові структури
Фото: Michael Yon / michaelyon-online.com
Сучасне авіабудування базується на цілому комплексі фізичних законів, без знання яких людині ніколи не вдалося б підняти в повітря об'єкти з дерева і металу. Але польоти літаків і вертольотів часто супроводжуються явищами, які виникають через інших, не передбачених інженерами законів фізики. «Лента.ру» пропонує Новомосковсктелям ознайомитися з найцікавішими і відносно рідкісними фізичними явищами, з якими стикаються пілоти цивільної та військової авіації.
Фізичні ефекти при експлуатації військової або цивільної техніки проявляються по-різному: іноді вони ведуть до погіршення керованості вертольотом, а іноді - до появи світіння навколо законцовок лопатей при вимкнених габаритних вогнях. Частина подібних явищ виглядає ефектно, але до втрати керованості не веде. Інша ж частина становить певну небезпеку для пілота і пасажирів літака, і протистояти їй недосвідченому льотчику буває вкрай непросто.
Тріболюмінісценція на закінцівках лопатей вертольота CH-47F Chinook
Світіння навколо законцовок лопатей вертольота UH-60L Black Hawk
Пілотам літаків знайоме інше фізичне явище, відоме як вогні святого Ельма. Перша документальна згадка такого ефекту, який отримав свою назву на честь католицького покровителя моряків, з'явилося в 1886 році. Це явище тоді спостерігали моряки під час грози: на гострих кінцях високих щоглових конструкцій з'являлися яскраві світні області. Йдеться про коронних розрядах, що виникають на високих і щодо гострих предметах через великий напруженості електричного поля в атмосфері, що найчастіше буває перед грозою. Сьогодні на флоті вогні святого Ельма зустрічаються рідко через конструкції кораблів, що відрізняються від судів XIX століття. В авіації вогні святого Ельма з'являються на стеклах, закінцівках крил і статичних розрядниках при прольоті неподалік від грозового фронту або через нього.
Вогні святого Ельма на вітровому склі кабіни пілотів літака-заправника KC-10 Extender
Вогні святого Ельма на вітровому склі літака-заправника KC-135 Stratotanker
Куди більш поширеним фізичним ефектом є утворення хмари позаду літака, що летить на великій, найчастіше околозвуковой, швидкості у вологому атмосфері. Таке явище отримало назву ефекту Прандтля-Глоерта. Його суть полягає в тому, що позаду швидко літака виникає область зниженого тиску. Температура повітря в цій області знижується, і, коли вона опускається нижче точки роси, пари води конденсуються в дрібні крапельки, утворюючи хмару. Вважається, що ефект Прандтля-Глоерта проявляється тільки в той момент, коли літак долає звуковий бар'єр, проте це не так. Наприклад, хмара може утворюватися і позаду швидко, що їде в умовах високої вологості. Ефект Прандтля-Глоерта виникає і при вибуху різних боєприпасів ─ конденсацію парів води в крапельки з утворенням хмари можна спостерігати позаду ударної хвилі.
Прояв ефекту Прандтля-Глоерта за винищувачем F-22 Raptor
Прояв ефекту Прандтля-Глоерта під час вибуху атомної бомби Baker
Нерідко в авіації зустрічається і так званий ефект екрана, при якому відбувається плавне збільшення підйомної сили крила і інших аеродинамічних характеристик літака в міру наближення до поверхні землі. Такий ефект використовувався при проектуванні і створенні екранопланів ─ апаратів, здатних переміщатися на великих швидкостях над плоскою поверхнею, як правило, над водою. При екранному ефекті низколетящий літак починає спиратися на повітряну подушку, утворену динамічно потоком, що набігає повітря. Обурення повітря від крила досягають землі, відображаються і повертаються до крила, в результаті чого тиск під аеродинамічною поверхнею виявляється дещо більшим, ніж при звичайному польоті. При великій поверхні крила великих літаків екранний ефект може заважати нормальній посадці.
Літак дальнього радіолокаційного виявлення та управління А-50
Фото: Міністерство оборониУкаіни
Американський вертоліт, що розбився при посадці під час операції із захоплення Осами бін Ладена
Схема освіти вихрового кільця навколо вертольота
Зображення: Xmnemonic / wikipedia.org
Ще одним цікавим явищем в авіації вважається ефект Коанда. Він отримав назву на честь румунського вченого Анрі Коанда. Ефект є прилипання струменя газу або рідини до прилеглої стінці. Прилипання газового струменя відбувається через різницю тиску в самій струмені і області, розташованої між нею і стінкою. В авіабудуванні ефект Коанда використовується рідко. Яскравим прикладом застосування цього ефекту є військово-транспортний літак Ан-72, в якому реактивні двигуни розташовані над площиною крила. Реактивна струмінь, вириваються з двигунів, прилипає до поверхні крила і розганяє повітряний потік над ним. Завдяки цьому збільшується підйомна сила крила.
Військово-транспортний літак Ан-72
Фото: Міністерство оборониУкаіни
Фото: уряд США