דיווחתי לאחרונה על התוכניות הסיניות לשיגור Shenzhou-9 והשתמשתי בתמונת מלאי של רקטה ארוכה-מרץ 2F שהתפוצצה מעל כרית השיגור. נפין רצה לדעת מה היה דפוס היהלום הזה שמשתרך מאחורי הרקטה, ו- ivan3man_at_large פרסם את התשובה: הם נקראו יהלומי הלם.
יהלומי הלם? המונח הזה חלף איכשהו על פני, אז חשבתי שאעבור לזה עוד קצת.
יהלומי הלם (לחילופין המכונים "דיסקי מאך") מתרחשים כאשר הגז יוצא מהזרבוב במהירויות העל-קוליות, בלחץ שונה מהאווירה החיצונית. בגובה הים לחץ הפליטה עשוי להיות נמוך מהאווירה הסמיכה. ואז בגבהים מאוד גדולים, לחץ הפליטה עשוי להיות גבוה יותר מהאווירה הדקה.
כך שיהלומי ההלם הללו יכולים להופיע ממש כשהרקטה ממריאה, או בגובה רב כשהיא עוברת למהירות קולית.
דוגמה קלאסית היא מעבורת החלל שמתפוצצת, אך דוגמה מפורסמת נוספת היא כאשר מטוס הרקטה X-1 של צ'אק ייגר הגיע למאך 1.
בואו ניקח את הדוגמא של רקטת פיצוץ. במקרה זה, לחץ היציאה של הפליטה נמוך מהאווירה החיצונית, וכך מתקבלת מצב שנקרא "התרחבות יתר". הגז יוצא מהטיל בלחץ נמוך יותר, ומאווררים החוצה מזרבוב הפליטה ב"מאוורר התפשטות ". אבל האטמוספירה החיצונית היא בלחץ גבוה יותר מגז הפליטה, וכך דוחסת אותו פנימה. הבדל לחץ זה מכריח את הגז לחזור יחד בנקודה ספציפית - יהלום ההלם הראשון.
(אני אחסוך מכם את כל הדינמיקה הנוזלית המורכבת בשלב זה.)
ואז הגז מפצה ומתרחב למאוורר התפשטות חדש ואז הוא נאלץ לחזור יחד לאותו מרחק רחוק יותר מהרקטה ביהלום ההלם הבא, וכן הלאה וכן הלאה. בסופו של דבר עיוותים וחיכוך אטמוספרי משתלטים, ומשווים את הלחץ של פלומת הפליטה עם האווירה הסביבתית.
יהלומי הלם התגלו במקור על ידי ארנסט מאך, המדען האוסטרי המפורסם שעשה על דינמיקת נוזלים.
עוד תו צדדי מעניין, יהלומי הלם לא נראים רק בממצאי טילים. הם נראו גם מתפוצצים מהרי געש ותותחי ארטילריה
ישנם שני מאמרים נהדרים על יהלומי מאך אם אתה באמת רוצה להבין אותם יותר לעומק. עיין במאמר זה מ- Aerospace Web וזה מאתר רשת Allstar.
