Будет звуковой удар. Несмотря на то, что вода относительно несжимаема по сравнению с воздухом, она передает звуковые волны и поэтому действительно будет иметь конусообразный звуковой удар, излучаемый передней кромкой любого объекта, который движется через воду со скоростью, превышающей скорость звука.
При 20°С и давлении 1 атм скорость звука в воздухе составляет 1236 км/ч, тогда как скорость звука в воде составляет 5336 км/ч , то есть она почти в 4,5 раза быстрее, чем в воздухе. Тот факт, что вода относительно несжимаема, не отменяет возникновение звукового удара.
Принимая во внимание энергию, необходимую для запуска торпеды на высокой скорости под водой, заставить объект двигаться с такой скоростью будет проблематично. Высокоскоростные торпеды, движущиеся со скоростью около 370 километров в час, имеют относительно небольшой нос, примерно конической формы, который создает кавитационный пузырь, охватывающий всю торпеду.
Таким образом, большая часть устройства на самом деле летит через смесь газов. Регулирования направления можно добиться с помощью лопастей, которые выступают в воду, но нагрузка на них становится чрезмерной и захват цели получается немного замысловатым.
Итак, если бы вы были наверху и смотрели вниз на торпеду с ракетным двигателем, движущуюся по воде со скоростью, превышающей скорость звука в воде всего в нескольких метрах от поверхности, я думаю, вы бы увидели пузырь газа, за которым следовали бы истечения газов из двигателя. Я бы ожидал, что ударная волна будет четко видна по возникающей за ней обширной кавитации, которая будет простираться в обе стороны. Я также ожидал бы увидеть какое-то поверхностное возмущение там, где ударная волна пересекала поверхность, а затем стал бы искать следы мертвых морских существ там, где они были захвачены ударной волной.
Гораздо проще запускать ракеты по воздуху со сверхзвуковой скоростью, чем пытаться придать ускорение сверхзвука торпеде.
Теперь самое интересное.
Будет ли пуля, выпущенная из дальнобойной винтовки двигаться быстрее скорости звука под водой?
Скорость звука в пресной воде составляет около 1500 м/с. Самая быстрая винтовочная пуля летит на дульном срезе в воздухе со скоростью около 1300 м/с. Танковая пушка, стреляющая бронебойным снарядом, имеет начальную скорость 1700 м/с. Так что, если наша «пуля» была бы снарядом, она двигалась бы быстрее скорости звука в воде, но ненамного. Однако тут надо кое-что пояснить.
Вода намного плотнее воздуха, а это значит, что она создает большее сопротивление движущемуся объекту. Это замедляет пулю и уменьшает ее кинетическую энергию и импульс. Чем быстрее пуля, тем большее сопротивление она испытывает. Чем большее сопротивление он испытывает, тем меньшее расстояние он может преодолеть. Пуля, выпущенная над поверхностью, потеряет скорость и остановится гораздо раньше, чем пуля, выпущенная в воздух.
Тип пули также имеет значение, поскольку разные пули имеют разную форму, размер, вес и материалы. Они влияют на аэродинамику и гидродинамику пули, а это означает, насколько хорошо она может прорезать воздух и воду. Более обтекаемая и заостренная пуля будет иметь меньшее сопротивление, чем более тупая и плоская пуля. Пуля, которая тяжелее и плотнее, будет иметь больший импульс, чем пуля, которая легче и менее плотная. Пуля, изготовленная из более твердого и прочного материала, будет иметь большую проникающую способность, чем пуля, изготовленная из более мягкого и более слабого материала.
Согласно некоторым экспериментам и расчетам, типичная 9-миллиметровая пуля, может пройти через воду всего несколько метров, прежде чем замедлиться до полной остановки. Но есть специальные пули, которые могут путешествовать под водой гораздо дальше, создавая пузырь газа вокруг кончика пули. Это уменьшает сопротивление и позволяет пуле быстрее двигаться по воде. Эти пули называются суперкавитирующими пулями, и военные используют их для подводного боя. Эти пули могут преодолевать значительное расстояние под водой и пробивать до 2 сантиметра стали с расстояния 17 метров. Это указывает на то, что их можно использовать даже для проникновения в подводные лодки.
