Вихрова доріжка Кармана

Одне з найбільш візуально красивих явищ фізики відноситься також до числа найнебезпечніших. Доріжка вихорів Кармана – регулярна повторювана система завихрень рідини чи газу, викликана нестабільністю потоку речовини близько погано обтічного тіла. Приклади таких тіл дає циліндр, крило літака при великих кутах атаки або деякі повертаються космічні апарати. Історик і журналістка Іріс Чанг описує це явище, вивчене угорським фізиком Теодором фон Карманом, включаючи його «математичне відкриття в 1911 р існування сили аеродинамічного опору, що виникає, коли повітряний потік відривається від крил і закручується, утворюючи дві паралельні лінії вихорів. Явище, відоме тепер під назвою “доріжки вихорів Кармана”, відповідально за вібрації перископів підводних човнів, радіомачт і ліній електропередач … ». (Причина вібрацій полягає в тому, що вихори зриваються по черзі з різних боків обтічного об’єкта, створюючи області зниженого тиску то з одного боку, то з іншого. – Прим. Пер.)

Для зменшення небажаних вібрацій об’єктів циліндричної форми – заводських труб, автомобільних антен, перископів – застосовуються різні методи. Один з них використовує гвинтоподібні виступи, що зменшують поперемінні скиди вихорів. Такі вихори можуть призвести до руйнування вишок, вони також небажані для автомобілів і літаків, так як стають джерелом значного опору вітру.

Подібні вихори часто можна спостерігати в річкових потоках позаду опор, що підтримують мости, або в невеликих кругових рухах листя на землі при проїзді повз автомобілів. Деякі з найкрасивіших проявів цих вихорів трапляються у вигляді утворення в небі ланцюжка хмар за величезними перешкодами на землі – наприклад, високими вулканічними островами. Подібні ж вихори можуть допомогти вченим, що вивчають погоду на інших планетах.

Фон Карман говорив про свою теорію, що «це та теорія, ім’я якої я маю честь носити», бо, як пише хімік і історик науки Іштван ХАРГ-тай, «він вважав, що відкриття важливіше відкривача. Коли через 20 років французький вчений Анрі Бенар оголосив про свій пріоритет у відкритті доріжки вихорів, фон Карман не протестував. Навпаки, з притаманним йому гумором він запропонував використовувати назви “Доріжка Кармана” в Лондоні і “Бульвар Анрі Бенара” в Парижі ».

Посилання на основну публікацію