Любопытное открытие совершили физики из Саудовской Аравии – шарики, покрытые слоем льда, при свободном падении в воду встречают сопротивление в два раза меньшее, чем обычно. В своей статье это явление ученые назвали кризисом сопротивления.
В процессе исследования физики наблюдали за турбулентными потоками, которые возникают за шариками, покрытыми наледью, и за шариками без нее. В результате ученые выяснили, что скорость при наличии льда на шарике уменьшается, и наступает кризис сопротивления. При нем турбулентный поток, влияющий на сопротивление среды, за объектом сужается, что приводит к повышению скорости исследуемого шарика.
Создание шариков в ледяной оболочке аналогично производству ледяных шариков для охлаждения напитков. «Ядро» такого ледяного снаряда представляет шарик из стали диаметром 40 миллиметров, толщина наледи – 10 миллиметров.
Явление кризиса сопротивления происходит из-за смещения точки отрыва турбулентного потока, на которое влияют приповерхностные эффекты. Турбулентный поверхностный слой появляется благодаря изменению обтекания тела при увеличении скорости. В итоге турбулентность, которая находится сзади шарика, «стекает» с его поверхности при этом значительно сужаясь.
По словам авторов, подобные исследования помогут при моделировании движения айсбергов. Также подобный эффект говорит о том, что оледеневшие днища кораблей будут встречать гораздо меньшее сопротивление. В любом случае, находка физиков найдет свое применение в самых разных сферах – от производства шариков для гольфа до улучшения аэродинамики самолетов. На сегодняшний день для получения такого эффекта использовалось создание выпуклостей и ямочек на поверхности, инновационный метод обеспечил совершенно новый подход.