Акустичне пекло у 140 децибелів. Вчені розгадали смертельну петлю реактивного струменя

Інженери з Університету штату Флорида (FSU) нарешті розібралися, як виникає ця руйнівна акустична петля. Їхнє відкриття може переписати правила проектування палубної авіації.

Головний біль літаків із вертикальною посадкою (STOVL) — це реактивний струмінь. Коли потік б'є в бетон на швидкості у півтора раза вищій за звукову, він відскакує назад. Виникає дикий резонанс: вихлопні гази вдаряються об землю, породжують хвилі, ті летять угору, луплять у фюзеляж і знову штовхають повітря вниз.

Професор Фаррух Алві зазначає: у звук перетворюється лише мізерна частка енергії двигуна, але саме цей мізер створює зону низького тиску, яка присмоктує літак до землі, роблячи посадку непередбачуваною грою в рулетку.

Раніше в аеродинаміці вважали, що висота звуку (частота) залежить від швидкості завихрень у самому струмені. Проте лабораторні тести у FCAAP із використанням шлірен-зйомки (візуалізація повітряних потоків) показали іншу фізику. Виявилося, що за тональність «крику» винищувача відповідають акустичні стоячі хвилі, які опиняються у пастці між «черевом» машини та посадковим майданчиком. А от розмір та швидкість повітряних збурень впливають лише на гучність цього процесу.

Найбільший сюрприз: чим повільніше рухаються повітряні вихори, тим масштабнішими вони стають і тим сильніше «луплять» по вухах техніків та деталях планера. Це чиста фізика зворотного зв’язку.Коли відбита від землі хвиля синхронізується з виходом газів із сопла — шум сягає піка. Тепер, коли вчені розділили фактори частоти та амплітуди, інженери мають точний інструмент, щоб прогнозувати ці резонанси ще на етапі креслень.