Прикладные математики из США и Катара выдвинули теорию, объясняющую бесследное исчезновение самолета Boeing 777, следовавшего рейсом 370 Malaysia Airlines. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Notices of the American Mathematical Society, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Техасского университета A&M в Катаре.

Ученые представили вхождение самолета из атмосферы в океан как классическую проблему гидроаэродинамики, связанную с проникновением тела из среды одной фазы (воздуха) в среду другой фазы (воды). В таком подходе описание проникновения тела в более плотную среду описывается при помощи его присоединенной массы. Это фиктивная масса, впервые использованная Теодором фон Карманом, складывается из массы тела и массы жидкости, которую оно увлекает за собой при погружении в воду.

При помощи численных симуляций на базе открытой программной платформы OpenFOAM на суперкомпьютере Raad специалисты построили модель явления, в рамках которой рассмотрели пять возможных сценариев развития событий с Boeing 777. Модель ученых учитывает массу, геометрию и моменты инерции самолета, а также данные о состоянии атмосферы, вязкости жидкости, ускорении свободного падения и другие параметры.

Как отметили ученые,

в моделировании они пренебрегли выталкивающей силой и замедлением скорости самолета при его вхождении в воду. Кроме того, симуляция не учитывает того, что при скорости вхождения в воду около 70 метров в секунду возможно разрушение самолета. Кроме того, в исследовании ученых вода моделировалась как сжимаемая жидкость, что объяснялось сходимостью применяемых в рамках вычислительной гидродинамики алгоритмов.

Наиболее удовлетворительным сценарием затопления самолета оказался четвертый, согласно которому самолет осуществил вертикальное вхождение (или близкое к таковому) в воду. По мнению ученых, такое проникновение самолета в воду обеспечило отсутствие наблюдаемых фрагментов воздушного судна, а также каких-либо разливов его топлива и других следов аварии. Результаты моделирования вхождения самолета в воду математикам удалось продемонстрировать при помощи видео.

Рис. 1. Вертикальное вхождение Boeing 777 в воду. Изображение: asergeev.com.

Самолет Boeing 777 летел 8 марта 2014 года из Куала-Лумпур в Пекин. Связь с ним была потеряна, когда воздушное судно находилось над Южно-Китайским морем. Следов аварии в районах предполагаемой катастрофы обнаружить не удалось. Экипаж в составе 12 человек, а также 227 пассажиров рейса впоследствии были признаны погибшими. Эксперты до сих пор не пришли к единому мнению о причинах случившегося.