Що таке "конус Маха" і чому чутно "вибухи" коли їх немає

Під час повітряних атак із застосуванням російських ракет "Кинджал" українці часто чують гучні звуки навіть там, де не було вибухів. Втім, це не звуки вибухів від ракет чи робота протиповітряної оборони, а явище, яке має назву "конус Маха".

Про те, як виникає це явище та чому воно викликає звуки, схожі на вибух, читайте у матеріалі TrueUA. 

Що таке "конус Маха"

Це область, де зосереджуються звукові хвилі, коли якийсь об'єкт рухається у повітрі швидше за швидкість звуку. Тобто об'єкт летить так швидко, що "обганяє" свої власні звуки. Так, замість того, аби звукові хвилі розходилися у різні боки, вони накопичуються й утворюють потужну ударну хвилю у формі конуса. Його вершина розташована прямо на рухомому об'єкті. Відповідне явище назвали на честь австрійського фізика Ернста Маха, який його досліджував.

На фото: схема утворення "конуса Маха". Під час руху тіла у повітряному середоищі на дозвукових швидкостях (V < Vs) звукові хвилі випереджають рухоме тіло, на швидкостях, близьких до звукових (V ~ Vs) перед рухомим тілом виникає стрибок густини, на надзвукових (V > Vs) обвідна системи звукових хвиль утворює "конус Маха" (V — швидкість потоку, Vs — швидкість звуку) Джерело: "Вікіпедія"

У момент, коли ударна хвиля, яка поширюється у вигляді конуса, досягає вуха спостерігача, то він чує гучний "хлопок" або навіть "вибух", адже у повітрі виникає специфічний розподіл тиску. Втім, це не справжній вибух, а акустичне явище, спричинене високою швидкістю об'єкта.

Де насправді перебуває ракета, коли чутно "вибух"

Коли об'єкт, до прикладу — ракета, летить зі швидкістю, що дорівнює швидкості звуку, звук, який вона випромінює, досягає вуха людини одночасно з самим об'єктом. Якщо ж ракета перевищує цю швидкість, спочатку до спостерігача доходить звук, а безпосередньо ракета при цьому вже перебуває далеко від людини, яка чує "вибух" внаслідок явища "конус Маха". Зазвичай, схожий ефект українці можуть почути, під час російських атак із застосуванням ракет "Кинджал".

На фото: МіГ-31К з ракетою "Кинджал". Джерело: "Вікіпедія"

Що відомо про "Кинджали"

На озброєння держави-агресора ця ракета поступила у 2017 році. Її ймовірно, що створено на базі балістичної ракети 9К720 "Іскандер-М". Помилково її часто називають гіперзвуковою ракетною системою, що не зовсім коректно, адже попри те, що майже всі балістичні ракети досягають гіперзвукової швидкості на певних етапах польоту, "Кинджал" не є ані гіперзвуковим глайдером, ані гіперзвуковою крилатою ракетою.

Заявлена максимальна швидкість ракети — до 4080 метрів на секунду (14 688 кілометрів на годину). Висота польоту в момент досягнення гіперзвукової швидкості нібито становить 20 кілометрів, а маса бойової частини сягає 500 кілограмів. Дальність ураження — 2000 кілометрів.

Носіями цієї зброї є МіГ-31К та Ту-22М3. Так, якщо винищувач здатен нести лише одну таку ракету, то стратегічний бомбардувальник здатен взяти на борт до чотирьох "Кинджалів".

Попри такі характеристики, які заявляє держава-агресор, 4 травня 2023 року було вперше повідомлено про вдале перехоплення "Кинджала". Російську ракету, яку випустив МіГ-31К з території Росії, перехопили українські сили протиповітряної оборони в небі над Київщиною. Ракету збили за допомогою американського зенітно-ракетного комплексу Patriot.

На фото: збитий "Кинджал". Джерело: "Вікіпедія"

Нагадаємо, раніше начальник управління комунікації командування Повітряних сил Юрій Ігнат повідомляв, що російська ракета "Іскандер-М" є складною ціллю для системи протиповітряної оборони Patriot, оскільки під час заходу на ціль вона здатна здійснювати незначні маневри та коливання.