Надзвукове ехо ракети. Що таке конус Маха і чому українці чують проліт "Кинджалів"
Вночі 9 липня під час атаки РФ "Кинджалами" українці чули гучні звуки навіть там, де не було вибухів. Це не були вибухи ракет чи робота ППО, а явище, що називається конусом Маха.
Докладніше про те, що таке конус Маха, – в матеріалі РБК-Україна.
Головне:
- Що таке конус Маха і як він виникає?
- Чому українці чують звук прольоту ракети "Кинджал"?
- Де знаходиться ракета, коли чутно "ехо", і чи можливо її збити?
Конус Маха: швидкість перемагає звук
Конус Маха – область, де зосереджуються звукові хвилі, коли якийсь об'єкт рухається у повітрі швидше за швидкість звуку. Тобто об'єкт летить так швидко, що "обганяє" свої власні звуки.
Замість того, щоб звукові хвилі розходилися на всі боки, вони накопичуються й утворюють потужну ударну хвилю у формі конуса. Вершина цього конуса знаходиться прямо на рухомому об'єкті. Це явище назвали на честь австрійського фізика Ернста Маха, який його досліджував.
Коли ударна хвиля, що поширюється у вигляді конуса, досягає вуха людини, вона чує гучний "хлопок" або навіть "вибух", оскільки виникає специфічний розподіл тиску.
Проте це не реальний вибух, а акустичне явище, спричинене надзвичайною швидкістю об'єкта.
Саме ці звуки було чутно в Києві під час повітряної тривоги 5 липня, коли РФ запустила "Кинджали" по Хмельниччині, та сьогодні вночі під час атаки на Волинську область.
Чому ракета "Кинджал" під час польоту створює ехо?
Російська ракета "Кинджал" – це аеробалістична ракета, яка під час свого польоту досягає надзвукових, а на фінальній ділянці навіть гіперзвукових швидкостей. Її швидкість може перевищувати швидкість звуку в багато разів. Саме через це і виникає ефект конуса Маха.
Як розповів РБК-Україна авіаційний експерт, колишній інженер з випробувань "Конструкторського бюро Антонов" Костянтин Криволап, ракета "Кинджал"стартує зі швидкості близько 2,5 Маха, її МіГ-31К спеціально розганяє до такої швидкості, а на кінцевій ділянці може розвивати швидкість до 5 і більше Махів, тому її називають її гіперзвуковою.
Таким чином, коли "Кинджал" летить на такій великій швидкості, він створює потужну ударну хвилю, яка розходиться від ракети у формі конуса.
Ця ударна хвиля і є тим гучним звуком, що нагадує вибух, який чують українці. Звук може бути настільки сильним, що його чутно на десятки, а то й сотні кілометрів від траєкторії польоту ракети.
Тож мешканці населених пунктів, що розташовані вздовж маршруту "Кинджала", можуть чути цей характерний гуркіт.
Де насправді знаходиться ракета, коли чутно її проліт?
Коли об'єкт, до прикладу, літак, летить зі швидкістю, що дорівнює швидкості звуку, звук, який він випромінює, досягає вуха людини одночасно з самим об'єктом. Якщо ж літак перевищує цю швидкість, спочатку до вуха доходить звук, а сам літак при цьому вже буде далеко.
Те саме і з ракетами – через високу швидкість "Кинджала" звук від ракети досягає слухача із запізненням.
"Коли ми чуємо цей звук, "Кинджал" вже пролетів. Тобто ракета пролітає, і тільки потім надходить звук від її наближення", – пояснює авіаційний експерт Костянтин Криволап.
Експерт каже, що через високу швидкість, звук від ракети чути лише після того, як вона вже пролетіла. Тобто це означає, що ракета може бути вже на десятки кілометрів далі, коли звук досягає слухача. Ця особливість є наслідком того, що об'єкт рухається швидше за власні звукові хвилі.
Чи можливо перехопити "Кинджал" на шляху до цілі
Попри складність, спричинену ефектом конуса Маха, українська протиповітряна оборона вже демонструвала свою майстерність у боротьбі з "Кинджалами". Зокрема, був успішний випадок збиття цієї ракети системою Patriot над Києвом, коли "Кинджал" летів у напрямку Старокостянтинова.
Костянтин Криволап підкреслює, що збивати "Кинджали" під час їхнього прольоту до цілі – надзвичайно складне завдання. Успішне перехоплення гіперзвукової ракети, яка летить по балістичній траєкторії з величезною швидкістю, є значним досягненням.
До того ж система Patriot – об'єктова система ППО, тобто вона призначена для захисту конкретних об'єктів від атаки, коли ракета вже безпосередньо прямує до цілі.
Тож експерт резюмує, що перехоплення аеробалістичних ракет вимагає неймовірної точності розрахунків та професіоналізму. Проте Повітряні сили України намагаються це робити, і на їх рахунку вже не одне ураження таких цілей.
При підготовці використовувалися: коментар авіаційного експерта Костянтина Криволапа для РБК-Україна, публікація Science Direct, інформація з Wikipedia.
Термінові та важливі повідомлення про війну Росії проти України читайте на каналі РБК-Україна в Telegram.