PL
Wrzesień 2023, „NATO Days”, Ostrawa, Czechy
Na zdjęciu pilot pokazowy amerykańskich sił powietrznych F-35A Lightning II Demo Major Kristin „Beo” Wolfe podczas dynamicznego pokazu pokazuję tzw. high-speed pass ( przelot samolotu z dużą prędkością poniżej prędkości dżwięku dla pokazów lotniczych z udziałem publiczności) przy których może powstawać tak jak na zdjęciu – fala uderzeniowa (schock wave).
Zdjęcie pokazuje zniekształcenie światła spowodowane falami uderzeniowymi generowanymi przez F-35C Lightning II lecącego nisko i szybko.
Dlaczego fale uderzeniowe tworzą taki efekt optyczny?
Przy prędkości niższej niż prędkość naddźwiękowa powietrze przepływa płynnie wokół płatowca; w obszarze naddźwiękowym przepływ powietrza zaczyna osiągać prędkość dźwięku w zlokalizowanych obszarach samolotu, w tym na górnej powierzchni skrzydła i kadłuba: fale uderzeniowe powstają w wyniku interakcji dwóch ciał gazu o różnym ciśnieniu, przy czym fala uderzeniowa rozprzestrzenia się w gazie o niższym ciśnieniu, a fala rozprężna rozprzestrzenia się w gazie o wyższym ciśnieniu: podczas gdy gradient ciśnienia jest znaczący w obszarze naddźwiękowym, samolot manewrujący z dużą prędkością w powietrzu również tworzy gradient ciśnienia, który generuje fale uderzeniowe przy prędkości znacznie niższej niż prędkość dźwięku.
Z ciekawostek dodam, że jeden samolot F-35A kosztuję około 80 milionów dolarów, godzina lotu to koszt około 44 tysięcy dolarów.
ENG
September 2023, „NATO Days”, Ostrava, Czech Republic
The photo presents Major Kristin „Beo” Wolfe, who is a demonstration pilot for the U.S. Air Force F-35A Lightning II Demo Team. In the picture he is performing a dynamic display featuring a „high-speed pass”, which is a fast, low-altitude flyby below the speed of sound (required for airshows with public attendance). Here we can see a shock wave resulting from this flyby type.
The picture also reveals an interesting light distortion. So why do shock waves create this colorfull, optical effect?
At subsonic speeds, air flows smoothly around the airframe. However, in transonic conditions, airflow can locally reach supersonic speeds over certain parts of the aircraft, such as the upper wing surfaces or fuselage. Shock waves form due to the interaction between two gas forms of different pressure: a shock wave propagates through the region of lower pressure, while an expansion wave moves into the higher pressure region.
Even though the aircraft remains below the speed of sound, maneuvering at high velocity in dense air generates significant pressure gradients. This can produce visible shock waves well below actual supersonic speeds.
A fun fact: A single F-35A costs approximately $80 million, and the operating cost per flight hour is around $44,000.