Что постоянно «взрывается» над Ростовом? Это точно сверхзвук? Отвечает эксперт по аэродинамике

В 2023 году грохот над Ростовом и его окрестностями начал становиться обыденным — теперь даже нет вспышек в небе или обломков на земле. Власти объясняют, что причина громких звуков, от которых дрожат стекла и срабатывают сигнализации, — пролеты авиации на сверхзвуковой скорости. 161.RU спросил, какие эффекты способен вызвать сверхзвуковой полет, у инженера Института математики, механики и компьютерных наук ЮФУ, специалиста по компьютерной гидроаэродинамике Евгения Казакова.

— Звук в бытовом смысле — это возмущение в воздухе. Это возмущение может распространяться от источника во все стороны, но делает это не мгновенно. Например, гром от молнии, ударившей в километре от вас, доберется до ваших ушей только через три секунды, — подчеркивает Казаков.

Скорость звука зависит от плотности воздуха, влажности и давления, но в среднем это 1200 километров в час, говорит инженер. Превзойти ее могут высокотехнологичные самолеты, ракеты или экспериментальные ракетоподобные автомобили.

Летящий на дозвуковой скорости самолет распространяет шум двигателя во все стороны, даже перед собой — поэтому мы слышим, как он приближается. Летящий на сверхзвуковой скорости самолет по-прежнему шумит — но он обгоняет собственный шум, и все издаваемые звуки, всё производимое им возмущение воздуха, собирается позади самолета в конусовидную область. Сам самолет при этом находится в вершине этого конуса и словно тянет его за собой, образуя фронт ударной волны. А когда граница конуса доходит до наблюдателя — он, простым языком, в одно мгновение воспринимает весь шум, что не успел услышать за время приближения самолета — это и есть звуковой удар.

— Распространено ошибочное мнение, что «переход на сверхзвук» выглядит так: самолет летит медленно, затем разгоняется, происходит хлопок и самолет летит дальше быстро. На самом деле «хлопок» — не однократное явление, это фронт зоны возмущения, и он сопровождает самолет на протяжении всего полета на сверхзвуке. Однократно его воспринимает земной наблюдатель, — отмечает инженер.

Казаков также объяснил, почему при пролете самолета хлопок слышен в разных местах в немного разное время. Дело в том, что если на маршруте самолета, уже достигшего 1300 километров в час, находятся несколько наблюдателей — каждый из них услышит по хлопку в разное время, и при этом самолет вообще не будет менять скорость.

— Хлопок при «переходе на сверхзвук» будет слышен в зоне непосредственно под самолетом после того, как тот пройдет мимо, а также правее и левее его маршрута. Здесь всё сильно зависит от высоты самолета над землей: чем ниже, тем меньше затрагиваемая территория, но сильнее воздействие. Летящий на высоте в сто метров самолет затронет на земле полосу пространства в ту же сотню метров шириной, но воздействие будет разрушительное. А такой же самолет на высоте в четыре тысячи метров окажет воздействие на полосу шириной в десятки километров, но оно будет восприниматься как обыкновенный отдаленный грохот, — говорит Казаков.