Скорость самолёта является одним из основных параметров его полета. Превышение самолётом определённых критических скоростей, негативно сказывается на его полёте. Дело в том, что при своём движении в воздухе на дозвуковых скоростях, т.е. скоростях, не превышающих скорость звука, самолёт, как бы толкает перед собой воздух. Если вы когда-либо наблюдали за движением морского или речного судна, то видели, как оно гонит перед собой волну, своеобразный водяной холм перед носом корабля. Тоже самое происходит и с самолётом летящим в воздухе на дозвуковых скоростях. Непосредственно у поверхности самолёта(крыла) воздух обтекает его ламинарным потоком, а перед самолётом происходит сжатие воздуха. Это явление получило название скоросной напор. Скоростной напор, это, фактически, относительная величина давления воздуха которое испытывает лобовая часть самолёта при его движении в воздушном потоке.

В дозвуковом полёте, возмущение воздуха вызванное скоросным напором распространяется перед самолётом со скоростью звука, превышающую скорость полёта самого самолёта. Самолёт ещё не долетел до какой-то абстрактной точки, а воздух в этой точке, как бы уже "знает" о его приближении, и соответственно подготавливается к его прибытию, скорость частиц воздуха в этой точке постепенно увеличивается, давление соответственно падает, температура тоже, в результате самолёт плавно обтекается потоком воздуха (см.рис1).

Рис1

При полёте со скоростью звука, или полёте на трансзвуке, возмущение воздуха вызванное скоросным напором распространяется со скоростью равной скорости самолёта. Воздух "не догадывается" о приближении самолёта. Численно скоростной напор равен произведению плотности воздуха, умноженного на квадрат скорости, делённого попалам, т.е. его значение сильно зависит от скорости полёта. В результате перед самолётом возникает своеобразный барьер, линия. Перед этой линией нормальная не возмущённая атмосфера, с давлением, плотностью и температурой, соответствующей данной высоте, а за линией самолёт летящий со скоростью звука и скоростным напором дикой величины. В данном случае возникает так называемый скачок уплотнения, параметры атмосферы давление плотность и температура в этом случае меняются скачкообразно. Действие, вызванное скачком уплотнения, получило название ударная волна, а линия раздела фронт ударной волны. В звуковом полёте фронт ударной волны располагается почти перпендикулярно вектору скорости самолёта(см.рис2).

Рис2

В сверхзвуковом полёте, скорость полёта самолёта на много превышает скорость звука, иногда в разы. Возмущения идущие от скоростного напора имею меньшую скорость, чем у самолёта, воздух не только "не догадывается" о приближении самолёта, он даже "не понимает", что произошло, когда самолёт уже прилетел. В результате линия фронта ударной волны имеет клиновидную форму и чем больше сверхзвуковая скорость, тем меньше угол клина. Внутри клина, соответственно повышенное давление и температура, вызванные действием скоростного напора, а снаружи не возмущённая атмосфера(см.рис3)

Рис3

На около звуковых скоростях полёта могут возникать местные скачки уплотнения, это когда сам самолёт летит на дозвуковой скорости, а отдельные его части обтекаются потоком со сверхзвуковой скоростью. Чем не приятны все эти скачки уплотнения, а в первую очередь тем, что они меняют процесс обтекания крыла, меняется центр давления подъёмной силы, самолёт может потерять управляемость. Это явление получило название волновой кризис. Чтобы этого избежать вводятся ограничения максимальной эксплуатационной скорости полёта.
Далее, я предлагаю Вам посмотреть пару небольших фильмов, в которых наглядно видны процессы, происходящие при сверзвуковом полёте.

Если у Вас возникнут вопросы, добро пожаловать на форум, или в форму обратной связи