Лит.:Майр Э., Популяции, виды и эволюция, пер. с англ., М., 1974; Рокицкий П. Ф., Введение в статистическую генетику, Минск, 1974.
В. И. Иванов.
Сверхзадача
Сверхзада'ча,термин, введённый К. С. Станиславским в его творческую систему: главная идейная задача, цель, ради которой создаются пьеса, актёрский образ, спектакль. См. Станиславского система.
Сверхзвезда
Сверхзвезда',то же, что квазар.
Сверхзвуковая скорость
Сверхзвукова'я ско'рость,скорость движения, превышающая скорость звука в данной среде.
Сверхзвуковое течение
Сверхзвуково'е тече'ние,течение газа, при котором в рассматриваемой области скорости vего частиц больше местных значений скорости звука а. Сизучением С. т. связан ряд важных практических проблем, возникающих при создании самолётов, ракет и артиллерийских снарядов со сверхзвуковой скоростью полёта, паровых и газовых турбин, высоконапорных турбокомпрессоров, аэродинамических труб для получения потоков со сверхзвуковой скоростью и др.
Особенности сверхзвукового течения. С. т. газа имеют ряд качественных отличий от дозвуковых течений. Прежде всего, т. к. слабое возмущение в газе распространяется со скоростью звука, влияние слабого изменения давления, вызываемого помещенным в равномерный сверхзвуковой поток источником возмущений (например, телом), не может распространяться вверх по потоку, а сносится вниз по потоку со скоростью v> а,оставаясь внутри т. н. конуса возмущений COD( рис. 1 ). В свою очередь, на данную точку О потока могут оказывать влияние слабые возмущения, идущие только от источников, расположенных внутри конуса АОВ свершиной в данной точке и с тем же углом при вершине, что и у конуса возмущений, но обращенного противоположно ему. Если установившийся поток газа неоднороден, то области возмущений и области влияния ограничены не прямыми круглыми конусами, а коноидами - конусовидными криволинейными поверхностями с вершиной в данной точке.
При установившемся С. т. вдоль стенки с изломом ( рис. 2 , а) возмущения, идущие от всех точек линии излома, ограничены огибающей конусов возмущений - плоскостью, наклоненной к направлению потока под углом m, таким, что sin m = a/v 1.Вслед за этой плоскостью поток поворачивается, расширяясь внутри угловой области, образованной пучком плоских фронтов возмущений (характеристик), до тех пор, пока не станет параллельным направлению стенки после излома. Если стенка между двумя прямолинейными участками искривляется непрерывно ( рис. 2 , б) ,то поворот потока происходит постепенно в последовательности прямых характеристик, исходящих из каждой точки искривленного участка стенки. В этих течениях, называемых течениями Прандтля - Майера, параметры газа постоянны вдоль прямых характеристик.
При распространении в газе волны, вызывающие повышение и понижение давления, имеют разный характер. Волна, вызывающая повышение давления, распространяется со скоростью, большей скорости звука, и может иметь очень малую толщину (порядка длины свободного пробега молекул). При многих теоретических исследованиях её заменяют поверхностью разрыва - т. н. ударной волной,или скачком уплотнения.При прохождении газа через скачок его скорость, давление, плотность, энтропия меняются разрывным образом - скачком.
При обтекании сверхзвуковым потоком клина ( рис. 3 , а) поступательное течение вдоль боковой поверхности клина отделяется от набегающего потока плоским скачком уплотнения, идущим от вершины клина. При углах раскрытия клина, больших некоторого предельного, скачок уплотнения становится криволинейным, отходит от вершины клина и за ним появляется область с дозвуковой скоростью течения газа в ней. Это характерно для сверхзвукового обтекания тел с тупой головной частью ( рис. 3 , б) .
При обтекании сверхзвуковым потоком пластины (см. рис. 2 к ст. Подъёмная сила ) под углом атаки, меньшим того, при котором скачок отходит от передней кромки пластины, от её передней кромки вниз идёт плоский скачок уплотнения, а вверх - течение разрежения Прандтля - Майера. В результате на верхней стороне пластины давление ниже, чем под пластиной; вследствие этого возникает подъёмная сила и сопротивление, т. е. Д'Аламбера - Эйлера парадокс не имеет места. Причиной того, что, в отличие от дозвукового обтекания, при сверхзвуковой скорости обтекания идеальным газом тела испытывают сопротивление, служит возникновение скачков уплотнения и связанное с ними увеличение энтропии газа при прохождении им скачков. Чем большие возмущения вызывает тело в газе, тем интенсивнее ударные волны и тем больше сопротивление движению тела. Для уменьшения сопротивления крыльев, связанного с образованием головных ударных волн, при сверхзвуковых скоростях пользуются стреловидными ( рис. 4 ) и треугольными крыльями, передняя кромка которых образует острый угол b с направлением скорости vнабегающего потока. Аэродинамически совершенной формой (т. е. формой с относительно малым сопротивлением давления) при С. т. является тонкое, заострённое с концов тело, движущееся под малыми углами атаки. При движении таких тел с умеренной сверхзвуковой скоростью (когда скорость полёта превосходит скорость звука в небольшое число раз) производимые ими возмущения давления и плотности газа и возникающие скорости движения частиц газа малы, что позволяет пользоваться линейными уравнениями движения сжимаемого газа для определения аэродинамических характеристики профилей крыла, тел вращения и др.
Для расчёта С. т. около тел вращения и профилей не малой толщины внутри сопел ракетных двигателей и сопел аэродинамических труб и в других случаях С. т. пользуются численными методами.
Течения с большой сверхзвуковой (гиперзвуковой) скоростью ( v>> а) обладают некоторыми особыми свойствами. Полёт тел в газе с гиперзвуковой скоростью связан с ростом до очень больших значений температуры газа вблизи поверхности тела, что вызывается мощным сжатием газа перед головной частью движущегося тела и выделением тепла вследствие внутреннего трения в газе, увлекаемом телом при полёте. Поэтому при изучении гиперзвуковых течений газа необходимо учитывать изменение свойств воздуха при высоких температурах: возбуждение внутренних степеней свободы и диссоциацию молекул газов, составляющих воздух, химические реакции (например, образование окиси азота), возбуждение электронов и ионизацию. В задачах, в которых существенны явления молекулярного переноса, - при расчёте поверхностного трения, тепловых потоков к обтекаемой газом поверхности и её температуры - необходимо учитывать изменение вязкости и теплопроводности воздуха, а в ряде случаев - диффузию и термодиффузию компонент воздуха.
В некоторых условиях гиперзвукового полёта на больших высотах (см. Аэродинамика разреженных газов ) процессы, происходящие в газе, нельзя считать термодинамически равновесными. Установление термодинамического равновесия в движущейся «частице» (т. е. очень малом объёме) газа происходит не мгновенно, а требует определённого времени - т. н. времени релаксации,которое различно для различных процессов. Отступления от термодинамического равновесия могут заметно влиять на процессы, происходящие в пограничном слое (в частности, на величину тепловых потоков от газа к телу), на структуру скачков уплотнения, на распространение слабых возмущений и другие явления. Так, при сжатии воздуха в головной ударной волне легче всего возбуждаются поступательные степени свободы молекул, определяющие температуру воздуха; возбуждение колебательных степеней свободы требует большего времени. Поэтому температура воздуха и его излучение в области за ударной волной могут быть намного выше, чем по расчёту, не учитывающему релаксацию колебательных степеней свободы.
При очень высокой температуре (~3000-4000 К и более) в воздухе присутствуют достаточно большое количество ионизованных частиц и свободные электроны. Хорошая электропроводность воздуха вблизи тела, движущегося с большой сверхзвуковой скоростью, открывает возможность использования электромагнитных воздействий на поток для изменения сопротивления тела или уменьшения тепловых потоков от горячего газа к телу. Она же затрудняет проблему радиосвязи с летательным аппаратом из-за отражения и поглощения радиоволн ионизованным газом, окружающим тело. Нагревание воздуха при сжатии его перед головной частью движущегося с гиперзвуковой скоростью тела может вызывать мощные потоки лучистой энергии, частично передающейся телу и вызывающей дополнительные трудности при решении проблемы его охлаждения.
Если скорость набегающего потока во много раз превосходит скорость звука, то при малых возмущениях скорости изменения давления и плотности уже не будут малыми и необходимо пользоваться нелинейными уравнениями даже при изучении обтекания тонких, заострённых тел. Существенная роль нелинейных эффектов характерна для гиперзвуковой аэродинамики. Многие представления аэродинамики умеренных сверхзвуковых скоростей, касающиеся характера сил и моментов, действующих на летательные аппараты, и устойчивости и управляемости этих аппаратов при гиперзвуковых скоростях полёта, становятся неприменимыми.
Большие значения числа М= v/aпри течениях с гиперзвуковой скоростью позволяют установить важные качественные особенности таких течений и развить нелинейные асимптотические теории для их количественного анализа. Так, при очень больших значениях числа Моказывается, что давление в набегающем на тело потоке становится пренебрежимо малым по сравнению с давлением в области течения за ударной волной, возникающей перед телом, а теплосодержанием набегающего потока можно пренебречь сравнительно с его кинетической энергией. При таких условиях течение за ударной волной перестаёт зависеть от числа Мнабегающего потока. В этом состоит принцип стабилизации течения около тел при гиперзвуковых скоростях, причём стабилизация течения около тупых тел наступает при меньших значениях числа М,чем около тонких, заострённых тел ( рис. 5 ).
Важным результатом теории гиперзвукового обтекания тонких, заострённых тел под малым углом атаки является т. н. закон плоских сечений, согласно которому при движении тонкого тела в покоящемся газе с гиперзвуковой скоростью частицы газа почти не испытывают продольного смещения, т. е. движение частиц происходит в плоскостях, перпендикулярных направлению движения тела ( рис. 6 ). Из закона плоских сечений следует закон подобия, который позволяет, например, пересчитывать параметры движения, полученные для одного тела вращения при определённом числе М,на случай обтекания других тел с тем же распределением относительной толщины по длине, для которых произведение Мt сохраняет одно и то же значение (t - наибольшее значение относительной толщины тела).
Лит.:Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В., Теоретическая гидромеханика, 4 изд., ч. 2, М., 1963; Липман Г. В., Рошко А., Элементы газовой динамики, пер. с англ., М., 1960; Черный Г. Г., Течения газа с большой сверхзвуковой скоростью, М., 1959.
Г. Г. Чёрный.
Рис. 3. Обтекание сверхзвуковым потоком: а - клина, б - затупленного тела.
Рис. 4. Схема обтекания стреловидного крыла.
Рис. 1. Конус возмущений COD и конус влияния AOB.
Рис. 6. Схема к объяснению закона плоских сечений.
Рис. 5. Значения коэффициента сопротивления сферы и цилиндра с конической головной частью; начиная с М-4 эти значения перестают заметно изменяться.
Рис. 2. Обтекание сверхзвуковым потоком: а - стенок с изломом, б - выпуклой искривленной стенки.
Сверхкомплексные соединения
Сверхко'мплексные соедине'ния,комплексные соединения сложного состава. В С. с. к комплексному иону присоединены молекулы воды, аммиака, кислот, солей. Примеры С. с.: кристаллогидраты типа [Со (NH 3) 6] 2(SO 4) 3Ч5H 2O, аммиакаты - Cu [PtCl 6]Ч18NH 3, соли - (NH 4) 3[RuCl 6] NH 4NO 3. Обладая электростатическим полем, комплексный ион притягивает дипольные молекулы, образуя в растворе вторую или даже третью координационные сферы. В образовании С. с. могут также участвовать окислительно-восстановительные взаимодействия, ван-дер-ваальсовы силы, водородные связи. Вторичными центрами присоединения могут быть и координированные молекулы или ноны, например SCN -в соединении [(NH 3) 2PtSCNSCNAg] NO 3.
Лит.:Гринберг А. А., Введение в химию комплексных соединений, 2 изд., М. - Л., 1951; Химия координационных соединений, под ред. Дж. Бейлара и Д. Буша, пер. с англ., М., 1960; Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 3, М., 1970.
Сверхновые звёзды
Сверхно'вые звёзды,звёзды, испытавшие катастрофический взрыв, за которым последовало огромное увеличение их блеска. В максимуме блеска светимость С. з. в миллиард раз превышает светимость таких звёзд, как Солнце, превосходя иногда светимость всей галактики,в которой они находятся. Максимум блеска С. з. наступает примерно через две-три недели после взрыва. После этого её блеск начинает постепенно падать, уменьшаясь в течение последующих 100 сутв 25-50 раз. В среднем в галактике, подобной нашей, вспыхивает одна-две С. з. в столетие. В нашей Галактике последние вспышки С. з. наблюдали Т. Браге в 1572 и И. Кеплер в 1604. Не исключено, что за последние три века в Галактике произошло ещё несколько вспышек С. з., которые, однако, не были замечены из-за сильного поглощения их света межзвёздной пылью. Наблюдая одновременно большое число галактик, астрономы открывают полтора-два десятка внегалактических С. з. ежегодно. Название «С. з.» дано этим объектам по аналогии с новыми звёздами,но подчёркивает значительно более мощный характер вспышек.
По характеру изменения блеска со временем и спектру С. з. разделяют на 2 типа. С. з. I типа, как правило, в 3-5 раз ярче сверхновых II типа и характеризуются более медленным уменьшением блеска после максимума. Для спектров С. з. II типа наиболее характерны интенсивные линии излучения, тогда как для С. з. I типа - очень широкие линии поглощения. Другим отличием является присутствие в спектре С. з. II типа сильных линий водорода, почти полностью отсутствующих в спектрах С. з. I типа.
Большое значение для изучения С. з. имело обнаружение в Галактике продуктов их взрыва: расширяющихся с большими скоростями газовых оболочек (т. н. остатков сверхновых) и звездообразных объектов - пульсаров.Последние являются быстровращающимися нейтронными звёздами, для которых характерно радиоизлучение, пульсирующее с периодом, равным периоду вращения звезды. Остатки С. з. являются источниками т. н. синхронного радиоизлучения, которое возникает при торможении электронов большой энергии в магнитных полях оболочек. Некоторые из остатков С. з. являются также источниками теплового рентгеновского излучения с температурой 10 6-10 7К. Наиболее поразительным из всех остатков С. з. нашей Галактики можно считать Крабовидную туманность,которая находится на том месте, где в 1054 вспыхнула яркая С. з., отмеченная в китайских и японских хрониках. Помимо причудливой волокнистой туманности, расширяющейся со скоростью около 1500 км/сек,в этом остатке наблюдается пульсар с периодом излучения 0,033 секв радио-, оптическом, рентгеновском и гамма-диапазонах. По ряду признаков С. з. 1054 нельзя отнести ни к I, ни ко II типу.
Анализ имеющихся наблюдательных данных о С. з. и о их остатках позволяет нарисовать в общих чертах следующую картину эволюции С. з. (характерные параметры приведены в табл.). При взрыве С. з. значительная доля массы звезды (а в некоторых случаях, возможно, и вся её масса) превращается в оболочку, расширяющуюся со скоростями до 20000 км/сек.Увеличение блеска связано в значительной мере с увеличением радиуса излучающей поверхности. В максимуме блеска С. з. имеют колоссальный радиус, в 20-40 тыс. раз превышающий солнечный. По мере расширения оболочки её плотность уменьшается. При последующем расширении в межзвёздной среде оболочка С. з. начинает взаимодействовать с межзвёздным газом, что приводит к образованию ударной волны. Следствием этого является нагрев и торможение оболочки. Через десятки тысяч лет остаток С. з. охватывает объём пространства радиусом более 10 пс,заполненный горячей плазмой с температурой около 10 6К. На границе этого объёма находится слой более холодного и плотного межзвёздного газа, увлечённого при расширении оболочки. Масса этого газа достигает нескольких сот солнечных масс (типичный пример такого остатка С. з. - волокнистая туманность в созвездии Лебедя). По прошествии сотен тыс. лет скорость расширения оболочки падает до величины порядка 10 км/секи её уже невозможно выделить на фоне хаотически движущихся облаков межзвёздного газа. Теория пока ещё (70-е гг. 20 в.) не в состоянии дать определённый ответ на вопрос о механизме вспышек С. з .Однако, по-видимому, можно считать, что взрыв С. з. - результат неустойчивости, возникающей на поздних стадиях эволюции звёзд. Наиболее вероятными представляются следующие два механизма вспышек: термоядерный взрыв вырожденного ядра, состоящего из углерода; гравитационный коллапс, т. е. катастрофическое падение вещества звезды к центру, когда термоядерная энергия последней оказывается полностью исчерпанной. В последнем случае предполагается, что бурное выделение гравитационной энергии приводит при некоторых условиях к разлёту наружных слоев звезды.
Характеристики сверхновых звёзд
| Параметры | Сверхновые звёзды 1 типа | Сверхновые звёзды 11 типа |
| Масса выброшенной оболочки (в массах Солнца) | 0,1-0,5 | около 1 |
| Скорость расширения в максимуме блеска, км/сек | 10-20 тыс. | 5-15 тыс. |
| Температура в максимуме блеска, К | 15-20 тыс. | 10-15 тыс. |
| Полная энергия излучения, эрг | 10 49-10 50 | 3Ч10 48-3Ч10 49 |
| Кинетическая энергия оболочки, эрг | 10 50-10 51 | 2Ч10 50-2Ч10 51 |
1 эрг= 10 -7 дж.
Одним из самых интересных аспектов физики С. з. является их роль в термоядерном синтезе химических элементов и преобразовании химического состава Галактики. К моменту взрыва С. з. значительная доля её массы в форме водорода и гелия оказывается преобразованной посредством термоядерных реакций в элементы с большими атомными весами. При взрыве возникают условия для синтеза ещё более тяжёлых элементов, в том числе элементов группы железа. В результате этого вещество, выбрасываемое С. з. в межзвёздную среду, обогащено тяжёлыми элементами. На протяжении ранней истории Галактики взорвалось достаточно много С. з., чтобы существенно изменить её первоначальный химический состав. Наблюдения показывают, что самые «старые» звёзды Галактики содержат в 100-1000 раз меньше тяжёлых элементов, чем Солнце и другие звёзды, образовавшиеся позднее.
Со С. з. в значительной мере связывают также и происхождение космических лучей в Галактике. Предполагается, что ускорение космических лучей происходит в электромагнитных полях пульсаров и частично в ударных волнах расширяющихся оболочек С. з.
Лит.:Шкловский И. С., Сверхновые звёзды, М., 1966; Поковский Ю. П., Новые и сверхновые звёзды, М., 1974; Мустель Э. Р., Вспышки сверхновых и термоядерные процессы, «Природа», 1974, № 12.
Э. Р. Мустель, Н. Н. Чугай.
Сверхнормативные запасы
Сверхнормати'вные запа'сы,часть средств, вложенных в производство социалистическим предприятием (организацией), которая не покрывается установленными нормативами и не прокредитована банком. Общая причина образования С. з. - неудовлетворительная работа предприятия.
На промышленных и с.-х. предприятиях, в строительных организациях и др. С. з. могут быть связаны с выработкой продукции, которая не находит сбыта вследствие её недоброкачественности, со сверхплановыми затратами по расходам будущих периодов,с внеплановым завозом ненужных в данное время предприятию товарно-материальных ценностей (см. Запасы производственные ) ,задержкой сбыта готовой продукции по вине производителя и т. п. В торговых организациях С. з. товаров образуются при завозе товаров, не пользующихся спросом покупателей. На предприятиях бытового обслуживания главная причина С. з. готовой продукции - плохое качество работ, вследствие чего заказчики отказываются их принять. Устранение С. з. путём организации ритмичной поставки сырья, материалов, своевременного отказа от ранее заказанных предметов труда в результате экономного расходования ранее полученных, реализации ненужных предприятию предметов труда, ускорения реализации готовой продукции и других мер служит мобилизации внутрихозяйственных резервов. Снижение С. з. способствует улучшению финансового состояния предприятия и высвобождению значительных средств для нужд народного хозяйства.
В. А. Новак.
Сверхоперативная память
Сверхоперати'вная па'мять, память ЭВМ ёмкостью в несколько десятков или сотен машинных слов, у которой время обращения соизмеримо со временем выполнения арифметических (или логических) операций. С. п. может быть частью оперативной памяти (частью оперативного запоминающего устройства ) либо отдельным устройством. С. п. используется для приёма и выдачи промежуточных данных и констант, непосредственно используемых в процессе вычислений, а также для хранения и модификации команд выполняемого участка программы.
Сверхплановая прибыль
Сверхпла'новая при'быль,категория социалистического хозяйства, отражающая избыток фактически полученной прибыли над суммой плановой прибыли предприятий, объединений и отрасли. С. п. достигается в результате выявления и эффективного использования внутрихозяйственных резервов и улучшения качественных показателей хозрасчётной деятельности (см. Хозяйственный расчёт ) .С. п., полученная путём усиления интенсивных методов ведения хозяйства и более рационального использования материальных, трудовых и финансовых ресурсов, отражает дополнительный вклад предприятий, объединений и хозяйственных организаций в повышение эффективности экономики и носит прогрессивный характер. В ряде случаев С. п. образуется по причинам, непосредственно не зависящим от деятельности производственных коллективов (например, в результате изменения цен на потребляемое сырьё и материалы, изменения норм амортизационных отчислений, оптовых цен предприятий на реализуемую продукцию). Вместе с тем сверхплановая прибыль может быть получена в результате воздействия и негативных факторов - завышения цен, увеличения выпуска более рентабельной («выгодной»), но менее нужной народному хозяйству продукции, занижения плана прибыли, сокращения издержек производства за счёт ухудшения качества продукции.В этих случаях к предприятиям и объединениям применяют финансовые санкции (изъятие «незаслуженной» и, следовательно, незаконной прибыли в бюджет и т. д.).
В промышленности для получения С. п. первостепенное значение имеют совершенствование и рационализация производства, всемерное использование достижений науки и техники, что позволяет увеличивать объём выпуска и реализации продукции, снижать себестоимость (см. Себестоимость продукции ) ,улучшать ассортиментную структуру и качество продукции. В совхозах и на других государственных сельскохозяйственных предприятиях существенным фактором образования С. п. является повышение урожайности с.-х. культур и продуктивности животноводства на основе механизации, химизации с.-х. производства и мелиорации земель. В государственной торговле С. п. обусловлена внедрением новых прогрессивных форм торговли, увеличением объёма розничного товарооборота по сравнению с планом, сокращением