Можно ли «прокатиться» на ударной волне, возникающей при движении объекта со сверхзвуковой скоростью?
Лови волну!: Сверхзвуковой серфинг

Ударная волна отличается от звуковых волн. Она возникает, в частности, при обтекании газовым потоком тела, движущегося на сверхзвуковой скорости. При этом звуковые волны не могут обогнать движущийся объект и образуют перед ним область высокого давления, называемую фронтом ударной волны.

Довольно трудно представить, каким именно образом можно использовать ударные волны, но эта задача становится несколько проще благодаря экспериментам Ника Парзиалеса (Nick Parziales) из Технологического института штата Калифорния (Caltech) и его коллег. Они продемонстрировали, как может выглядеть сферический «серфер» в аэродинамической трубе, движущийся по ударным волнам.

Для изучения данного явления исследователи использовали два нейлоновых шара разного размера, помещенных в аэродинамическую трубу. Когда скорость воздушного потока, обтекающего шары, достигла М4, картина ударной волны была запечатлена при помощи теневого метода фотосъемки.

Последовательно сделанные кадры позволяют увидеть, что шары, стартовавшие вплотную друг к другу, сразу же разделяются, при этом траектория движения малого шара относительно большого совпадает с фронтом ударной волны, вызываемой большим шаром. Другими словами, малый шар путешествует вдоль ударной волны, создаваемой его более крупным «попутчиком».

Группа Парзиалеса разработала трехмерную компьютерную модель, позволяющую рассчитывать различные параметры системы (траектории движения, аэродинамические силы и т. д.). Исследователи говорят, что результат в значительной мере зависит от геометрии системы.

Впрочем, «серферов», путешествующих на ударных волнах, можно обнаружить не только в лабораторных условиях. Одним из примеров такого явления, встречающимся в природе, является распад метеорита, когда меньшие по размеру кусочки скользят вдоль фронта ударной волны, создаваемой самой крупной частью, визуализируя эту поверхность.

По сообщению Technology Review