עבר-קולי

עיבוי אווירודינמי של גלי התפשטות מסביב להורנט F/A-18

גלי הלם עשויים להופיע כהפרעות אופטיות חלשות מעל כנפיים של מטוסי נוסעים עם פרופילים אווירודינמיים חדים

גוף סירס-האק מציג אזור החתוך לרוחב המקטין את הגרר

תבניות של זרימות עבר־קוליות על פרופילים אווירודינמיים במספר מאך קריטי ומעליו

עבר־קולי (באנגלית, "Transonic") הוא ביטוי באווירונאוטיקה המתאר טיסה הקרובה למהירות הקול, העומדת על 343 מטר לשנייה (1,235 קמ"ש בגובה פני הים בתנאים אטמוספיריים), המיוחסת לאוויר בו כלי הטיס נע.

בדרך־כלל תחום זה של מספר מאך הוא בין 0.72 ל־1.0 (965-1,235 קמ"ש בגובה פני הים).

תנאי זה תלוי לא רק במהירות תנועת כלי הטיס, אלא גם בטמפרטורה של זרימת האוויר בסביבה המקומית שלו. בצורה רשמית תחום זה מוגדר בין מספר המאך הקריטי, כאשר חלק מזרימת האוויר על כלי הטיס הוא על־קולי, ומהירות גבוהה יותר, בדרך כלל מספר מאך של הזרימה הוא 1.2, כאשר רוב זרימת האוויר היא מהירות על־קולית. בין מהירויות אלו חלק מזרימות האוויר הן על־קוליות, אך חלק שלא ניתן להזניח אינו על־קולי.

רוב המטוסים המודרניים המונעים על ידי מנוע סילון יכולים לנוע במהירויות עבר־קוליות. עבור מהירויות אלו ישנה עלייה בגרר עבור מספר מאך בקרבת 0.8, ובדרך כלל עלויות הדלק עקב הגרר מגבילות את מהירות הטיסה. ישנם ניסיונות להוריד את הגרר עבור כלי טיס מהירים - המוכרים מבניהם הם השימוש בכנפיים משוכות וחוק השטח של ווייטקומב.

אי יציבות חמורה יכולה להיווצר בעקבות מהירות עבר־קולית. גלי הלם נעים דרך האוויר במהירות הקול. כאשר כלי טיס נע במהירות הקול, גלי ההלם הנוצרים לפניו הופכים לגל הלם גדול מאוד. בטיסה עבר־קולית, כלי הטיס חייב לעבור דרך גל ההלם הזה, ובנוסף להתמודד עם אי־היציבות הנוצרת על ידי האוויר, הנע מעל מהירות הקול, מעל חלקים מהכנף המאטים את שאר חלקיה.

מהירויות על־קוליות יכולות להתרחש בקצה להבי המסוק ושל כלי טיס אחרים. דבר זה גורם למאמצים לא שווים וחמורים על הלהבים, ועלול לגרום לתאונות, המגביל את גודל הלהבים בכלי טיס ובמהירויות הטיסה לפנים של מסוקים (כאשר המהירות הזו מתווספת הצד הקדמי של הלהב, וכביכול יוצרת מהירויות עבר־קוליות מקומיות).

התעבות עננים

במהירויות עבר־קוליות גלי ההתפשטות יוצרים אזורים מרוכזים של טמפרטורה ולחץ נמוכים במספר נקודות בכלי הטיס. אם הטמפרטורה יורדת מתחת לנקודת הטל, עשויים להיווצר עננים. עננים אלו נעים עם כלי הטיס. זה לא הכרחי עבור כל כלי הטיס להגיע למהירות על־קולית כדי שעננים אלו ייווצרו. בדרך כלל זנב המטוס יגיע למהירות על־קולית בזמן שאף המטוס עדיין יהיה במהירות תת־קולית. במצב זה, "בועת" גלי התפשטות מקיפה את זנב המטוס. כאשר המטוס ממשיך להאיץ, גלי ההתפשטות ימשיכו להתעצם ולגדול עד שיגיעו לאינסוף, שם גלי ההלם הקשתיים ייווצרו. זהו מספר מאך השווה ל־1 וסינגולריות פראנטל-גלאוארט.

זרימות עבר־קוליות באסטרונומיה ואסטרופיזיקה

באסטרופיזיקה, כאשר ניתן להבחין בגלי הלם (עומדים או נעים), הזרימה באזור הגלים חייבת להיות עבר־קולית, מכיוון שרק זרימות על־קוליות יוצרות גלי הלם.

כל החורים השחורים הגדלים הם עבר־קוליים. לזרימות רבות ישנן גלי הלם הקרובים מאוד לחורים השחורים.

הזרימה היוצאת מגרמים שמימיים או הדיסקות מסביב לחורים שחורים גם יכולים להיות עבר־קוליים, מכיוון שהם מתחילים ממהירות תת־קולית, ובמרחק גדול מנקודות אלו הם על־קוליים.

אל סופרנובה מתלווים זרימות על־קוליות וגלי הלם.

גלי הלם הנוצרים ברוחות השמש הם תוצאה ישירה של רוחות הנעות במהירויות עבר־קוליות מכוכבים.

הייתה הנחה כי ישנו גל הלם מסביב להליוספרה של מערכת השמש שלנו. הנחה זו הופרכה לפי המידע של אייביאקס.

ראו גם

• זרימה תת־קולית
• זרימה על־קולית
• גלי התפשטות