Како да се пробие звучната бариера за прв пат. Што е звучна бариера. Пробивање на звучната бариера. Комплексни задачи на креаторите на авионите
Авторско право на сликата SPL
Импресивните фотографии од млазни борци во густ конус од водена пареа често се вели дека се авионите кои ја пробиваат звучната бариера. Но, ова е грешка. Прелистувачот зборува за вистинската причина за феноменот.
Овој спектакуларен феномен повеќепати беше фатен од фотографи и видеографи. Воен млазен авион минува над земјата со голема брзина, неколку стотици километри на час.
Како што борецот забрзува, околу него почнува да се формира густ конус на кондензација; се чини дека авионот е во компактен облак.
Возбудливите фантастични натписи под ваквите фотографии честопати тврдат дека имаме пред нас - визуелен доказ за звучен бум кога авионот ќе достигне суперсонична брзина.
Всушност, ова не е вистина. Го набљудуваме таканаречениот Прандтл-Глоерт ефект - физички феномен кој се јавува кога авион се приближува до брзината на звукот. Нема врска со пробивање на звучната бариера.
- Други написи за иднината на БиБиСи на руски јазик
Како што се развиваше авионската индустрија, аеродинамичните облици стануваа се повеќе и повеќе рационализирани, а брзината на авионите постојано се зголемуваше - авионите почнаа да прават работи со воздухот околу нив што нивните побавни и пообемни претходници не можеа да ги направат.
Мистериозните ударни бранови кои се формираат околу авионите кои летаат низ ниско ниво додека се приближуваат до брзината на звукот, а потоа ја пробиваат звучната бариера, укажуваат дека воздухот со такви брзини се однесува на многу чуден начин.
Па што се овие мистериозни облаци од кондензат?
Авторско право на сликатагетиНаслов на сликата Ефектот Прандл-Глоерт е најизразен кога летате во топла, влажна атмосфера.Според Род Ирвин, претседател на Групата за аеродинамика при Кралското аеронаутичко друштво, условите под кои се појавува парниот конус веднаш му претходат на авионот да ја пробие звучната бариера. Сепак, овој феномен обично се фотографира со брзина малку помала од брзината на звукот.
Површинските слоеви на воздухот се погусти од атмосферата на големи надморски височини. При летање на мала надморска височина, има зголемено триење и влечење.
Патем, на пилотите им е забрането да ја пробиваат звучната бариера над копното. „Можете да одите суперсонично преку океанот, но не и преку цврста површина“, објаснува Ирвин. „Патем, оваа околност беше проблем за суперсоничниот патнички брод Конкорд - забраната беше воведена откако беше ставена во функција, а На екипажот му беше дозволено да развие суперсонична брзина само над површината на водата“.
Покрај тоа, исклучително е тешко визуелно да се регистрира звучен бум кога авионот достигнува суперсонична брзина. Не може да се види со голо око - само со помош на специјална опрема.
За фотографирање на модели издувани со суперсонична брзина во тунели за ветер, обично се користат специјални огледала за да се открие разликата во рефлексијата на светлината предизвикана од формирањето на ударен бран.
Авторско право на сликатагетиНаслов на сликата Кога воздушниот притисок паѓа, температурата на воздухот се намалува, а влагата содржана во него се претвора во кондензат.Фотографиите добиени со таканаречениот шлирен метод (или метод Топлер) се користат за визуелизација на ударните бранови (или, како што се нарекуваат и ударни бранови) кои се формираат околу моделот.
За време на ударите, не се создаваат кондензатни конуси околу моделите, бидејќи воздухот што се користи во тунелите за ветер е прелиминарно сушен.
Конусите на водена пареа се поврзани со ударни бранови (а има неколку од нив) кои се формираат околу авионот додека ја зголемува брзината.
Кога брзината на авионот се приближува до брзината на звукот (околу 1234 km/h на ниво на морето), се јавува локална разлика во притисокот и температурата во воздухот што тече околу него.
Како резултат на тоа, воздухот ја губи својата способност да ја задржува влагата, а кондензацијата се формира во форма на конус, како на ова видео.
„Видливиот конус на пареа е предизвикан од ударен бран, кој создава разлика во притисокот и температурата околу авионот“, вели Ирвин.
Многу од најдобрите фотографии од овој феномен се од авиони на американската морнарица - не е изненадувачки, имајќи предвид дека топлиот, влажен воздух во близина на површината на морето има тенденција да го преувеличува ефектот Прандтл-Глоерт.
Ваквите акробации често ги изведуваат ловците-бомбардери Ф/А-18 Хорнет, главниот тип на американската поморска авијација базиран на носачи.
Авторско право на сликата SPLНаслов на сликата Ударниот бран на излезот од авионот кон суперсоничен е тешко да се открие со голо окоИстите борбени возила ги користат и членовите на американскиот акробатски тим Navy Blue Angels, мајсторски изведувајќи маневри во кои се формира облак од кондензација околу леталото.
Поради спектакуларната природа на феноменот, често се користи за популаризација на поморската авијација. Пилотите намерно маневрираат над морето, каде што условите за појава на ефектот Прандтл-Глоерт се најоптимални, а професионални поморски фотографи се на должност во близина - на крајот на краиштата, невозможно е да се направи јасна слика на млазен авион што лета. со брзина од 960 km/h на обичен паметен телефон.
Облаците за кондензација изгледаат најимпресивно во таканаречениот трансонски режим на летање, кога воздухот делумно тече околу авионот со суперсонична брзина, а делумно со субсоничен.
„Авионот не мора да лета со суперсонична брзина, но воздухот тече околу горната површина на неговото крило со поголема брзина од долната, што доведува до локален ударен бран“, вели Ирвин.
Според него, за настанување на ефектот Прандл-Глоерт се неопходни одредени климатски услови (имено топол и влажен воздух), со кои ловците од носачи се среќаваат почесто од другите авиони.
Сè што треба да направите е да побарате услуга од професионален фотограф, и Voila! - вашето летало е снимено опкружено со спектакуларен облак од водена пареа, што многумина од нас погрешно го сфаќаат како знак дека достигнува суперсонично.
- Можете да го прочитате на веб-страницата
Звучната бариера е феномен што се јавува за време на летот на авион или ракета во моментот на премин од субсонична во суперсонична брзина на летот во атмосферата. Кога брзината на авионот се приближува до брзината на звукот (1200 km/h), во воздухот пред него се појавува тенка област во која има нагло зголемување на притисокот и густината на воздухот. Ова набивање на воздухот пред авион што лета се нарекува ударен бран. На теренот, поминувањето на ударниот бран се доживува како поп, слично на звукот на истрелот. Откако ја надмина брзината на звукот, авионот минува низ оваа област со зголемена густина на воздухот, како да го пробива - ја надминува звучната бариера. Долго време, пробивањето на звучната бариера се сметаше за сериозен проблем во развојот на авијацијата. За да се реши, неопходно беше да се сменат профилот и обликот на крилото на авионот (тоа стана потенко и изметено), предниот дел на трупот да се направи позашилен и да се опреми авионот со млазни мотори. За прв пат, брзината на звукот беше надмината во 1947 година од страна на C. Yeager на авион Bell X-1 (САД) со ракетен мотор со течно гориво лансиран од авион Боинг Б-29. Во Русија, првиот што ја надмина звучната бариера во 1948 година беше пилотот О. В. Соколовски на експериментален авион Ла-176 со турбомлазен мотор.
Видео.
Брзина на звукот.
Брзина на размножување (во однос на медиумот) на нарушувања на мал притисок. Во совршен гас (на пример, во воздух при умерени температури и притисок) S. z. не зависи од природата на распространетата мала пертурбација и е иста и за монохроматски осцилации со различни фреквенции () и за слаби ударни бранови. Во совршен гас, во разгледуваната точка во просторот, S. z. a зависи само од составот на гасот и неговата апсолутна температура Т:
a = (dp/d(())1/2 = ((()p/(())1/2 = ((()RT/(())1/2,
каде што dp/d(() е дериват на притисокот во однос на густината за изентропен процес, (-) е адијабатски експонент, R е универзална гасна константа, (-) е молекуларна тежина (во воздухот a 20,1T1/ 2 m/s на 0 (°)C a = 332 m/s).
Во гас со физичко-хемиски трансформации, на пример, во гас што се дисоцира, S. h. ќе зависи од тоа како - во рамнотежа или нерамнотежа - овие процеси продолжуваат во бранот на пертурбација. На термодинамичка рамнотежа S. ч. зависи само од составот на гасот, неговата температура и притисок. Во нерамнотежниот тек на физичките и хемиските процеси се одвива звучна дисперзија, односно S. z. не зависи само од состојбата на медиумот, туку и од фреквенцијата на осцилациите (). Високофреквентните осцилации ((tt), ()) - време на релаксација) се шират од замрзнато S. z. ај, нискофреквентна ((,) 0) - со рамнотежа S. z. ае, и ај > ае. Разликата помеѓу aj и ai е обично мала (во воздухот на Т = 6000(°)С и p = 105 Pa, таа е околу 15%). Во течностите на С. многу повисоко отколку кај гасот (во вода 1500 m/s)
Во моментов, проблемот со „пробивање на звучната бариера“ се чини дека во суштина е задача на моќните мотори. Ако има доволно потисок за да се надмине зголемувањето на отпорот до и директно преку звучната бариера, така што авионот може брзо да помине низ критичниот опсег на брзина, тогаш не треба да се очекуваат големи тешкотии. Можеби ќе биде полесно за авион да лета во опсегот на суперсонична брзина отколку во преодниот опсег помеѓу субсонична и суперсонична брзина.
Така, ситуацијата е донекаде слична на онаа што преовладуваше на почетокот на овој век, кога браќата Рајт можеа да ја докажат можноста за активен лет, бидејќи имаа лесен мотор со доволен потисок. Ако ги имавме вистинските мотори, тогаш суперсоничното летот ќе стане прилично вообичаено. До неодамна, пробивањето на звучната бариера при летање на ниво беше постигнато само со користење на прилично неекономични погонски системи како што се ракетни и рам-џет мотори со многу висока потрошувачка на гориво. Експерименталните авиони како што се X-1 и Sky-racket се опремени со ракетни мотори кои се сигурни само за неколку минути лет, или турбо-млазни мотори со пламеници, но во моментот на ова пишување има неколку авиони кои можат да летаат од суперсонична брзина за половина час. Ако прочитате во весникот дека авион „поминал низ звучната бариера“ често значи дека тоа го направил со нуркање. Во овој случај, гравитацијата ја надополни недоволната влечна сила.
Има еден чуден феномен поврзан со овие аеробатици што би сакал да го истакнам. Да претпоставиме дека авионот
се приближува до набљудувачот со субсонична брзина, нурка, достигнувајќи суперсонична брзина, потоа излегува од нуркањето и повторно продолжува да лета со субсонична брзина. Во овој случај, набљудувачот на земјата често слуша два гласни бум звуци, прилично брзо следејќи еден по друг: "Бум, бум!" Некои научници предложија објаснувања за потеклото на двојниот татнеж. Акерет во Цирих и Морис Рој во Париз сугерираа дека брмчењето се должи на акумулацијата на звучните импулси, како што е бучавата од моторот, емитувани додека авионот минувал низ брзината на звукот. Ако авионот се движи кон набљудувачот, тогаш бучавата што ја емитува авионот ќе стигне до набљудувачот за пократок временски интервал во споредба со интервалот во кој е издаден. Така, секогаш постои одредена акумулација на звучни импулси, под услов изворот на звукот да се движи кон набљудувачот. Меѓутоа, ако изворот на звук се движи со брзина блиска до брзината на звукот, тогаш акумулацијата се зголемува бесконечно. Ова станува очигледно ако претпоставиме дека целиот звук што го емитува изворот што се движи точно со брзината на звукот директно кон набљудувачот ќе го достигне вториот во еден краток момент во времето, имено, кога изворот на звук ќе се приближи до локацијата на набљудувачот. Причината е што звукот и изворот на звук ќе се движат со иста брзина. Ако звукот се движел во овој временски период со суперсонична брзина, тогаш низата на воочени и емитирани звучни импулси би била обратна; набљудувачот ќе ги разликува сигналите што се емитуваат подоцна пред да ги согледа сигналите што се емитуваат порано.
Процесот на двојно потпевнување, во согласност со оваа теорија, може да се илустрира со дијаграмот на сл. 58. Да претпоставиме дека леталото се движи право кон набљудувачот, но со променлива брзина. Кривата AB го прикажува движењето на авионот во функција на времето. Наклонот на тангентата на кривата ја покажува моменталната брзина на авионот. Паралелните линии прикажани на дијаграмот укажуваат на ширење на звукот; аголот на наклон во овие прави линии одговара на брзината на звукот. Прво, во делот, брзината на авионот е субсонична, потоа во делот - суперсонична и на крајот, во делот - повторно субсонична. Ако набљудувачот е на почетното растојание D, тогаш точките прикажани на хоризонталната линија одговараат на низата на воочени од него
Ориз. 58. Дијаграм за растојание-време на воздухоплов кој лета со променлива брзина. Паралелните линии со агол на наклон во го покажуваат ширењето на звукот.
звучни импулси. Гледаме дека звукот што го емитува авионот за време на второто поминување на звучната бариера (точка) стигнува до набљудувачот порано од звукот што се емитува при првото поминување (точка). Во овие два моменти, набљудувачот воочува, по бесконечно мал временски интервал, импулси емитирани во ограничен временски период. Оттука, тој слуша брмчење слично на експлозија. Помеѓу два звуци на потпевнување, тој истовремено воочува три импулси емитувани во различно време од авионот.
На сл. 59 шематски го прикажува интензитетот на бучавата што може да се очекува во овој поедноставен случај. Треба да се забележи дека акумулацијата на звучните импулси во случај на приближен извор на звук е истиот процес што е познат како Доплер ефект; сепак, карактеризацијата на вториот ефект обично е ограничена со промената на висината поврзана со процесот на акумулација. Воочениот интензитет на бучава е тешко да се пресмета бидејќи зависи од механизмот на производство на звук, кој не е добро познат. Дополнително, процесот е комплициран со обликот на траекторијата, можните ехо, како и ударните бранови кои се забележани во различни делови на авионот за време на летот и чија енергија се претвора во звучни бранови откако леталото ќе ја намали брзината. Во некои
Ориз. 59. Шематски приказ на интензитетот на бучавата што ја воочува набљудувачот.
Неодамнешните трудови на оваа тема го припишуваат двојниот татнеж, понекогаш троен татнеж, забележан при нуркање со супер голема брзина на овие ударни бранови.
Се чини дека проблемот со „пробивањето на звучната бариера“ или „ѕидот на звукот“ ја возбудува фантазијата на јавноста (англиската филмска слика наречена Breaking the Sound Barrier дава одредена идеја за предизвиците вклучени во летањето низ еден мах); пилотите и инженерите разговараат за проблемот и сериозно и во шега. Следниот „научен извештај“ за трансоничниот лет покажува прекрасна комбинација на техничко знаење и поетски слободи:
Непречено се лизгавме низ воздухот со 540 милји на час. Отсекогаш ми се допаѓал малиот XP-AZ5601-NG поради неговите едноставни контроли и фактот што индикаторот Prandtl-Reynolds е подвиткан во горниот десен агол на панелот. Ги проверив инструментите. Вода, гориво, вртежи во минута, ефикасност на Карно, брзина на земјата, енталпија. Се е во ред. Заглавие 270°. Целосноста на согорувањето е нормална - 23 проценти. Стариот турбомлаз рикаше мирно како и секогаш, а забите на Тони едвај чукаа од неговите 17 врати фрлени над Шенектади. Само тенко браздичка масло истече од моторот. Ова е живот!
Знаев дека моторот на авион е добар за брзини над сè што досега сме се обиделе да развиеме. Времето беше толку ведро, небото толку сино, воздухот толку мирен што не можев да одолеам и додадов брзина. Полека ја поместив рачката за една позиција напред. Регулаторот само малку се тресеше и по околу пет минути сè беше тивко. 590 милји на час. Повторно ја притиснав рачката. Само две млазници се затнати. Го притиснав средството за чистење со тесна дупка. Отвори повторно. 640 милји на час. Тивко. Издувната цевка беше речиси целосно свиткана, неколку квадратни инчи од едната страна сè уште беше отворена. Рацете ми се чешаа на рачката и повторно ја притиснав. Авионот забрзал до 690 милји на час, минувајќи низ критичен дел без да скрши ниту еден прозорец. Кабината се загреваше, па ставив уште малку воздух во ладилникот на вир. Максимум 0,9! Никогаш не сум летал побрзо. Можев да видам мало тресење надвор од прозорецот на отворот, па го прилагодив обликот на крилото и исчезна.
Тони сега дремеше, а јас му дував чад од лулето. Не можев да одолеам и додадов брзина уште едно ниво. Точно за десет минути стигнавме со 0,95 мах. Назад во коморите за согорување, вкупниот притисок ѓаволски падна. Тоа беше животот! Индикаторот на Карман покажуваше црвено, но не ми беше грижа. Свеќата на Тони сè уште гореше. Знаев дека гамата е на нула, но не ми беше грижа.
Бев вртоглавица од возбуда. Нешто повеќе! Ја ставив раката на рачката, но токму во тој момент Тони ја подаде раката и неговото колено се нафрли на мојата рака. Рачката скокна дури десет нивоа! Заеби! Малиот авион се згрози во цела должина, а колосалното губење на брзината фрли мене и Тони во панелот. Се чувствувавме како да удривме во цврст ѕид од тули! Можев да видам дека носот на авионот е стуткан. Погледнав во махометарот и се замрзнав! 1.00! Боже, во еден миг помислив, на максимум сме! Ако не го натерам да успори пред да се лизне, ќе бидеме во опаѓачки отпор! Доцна! 1.01 мах! 1.02! 1.03! 1.04! 1.06! 1.09! 1.13! 1.18! Бев очаен, но Тони знаеше што да прави. На око му врати
се движи! Топол воздух влета во издувната цевка, тој беше компримиран во турбината, повторно се проби во коморите, го прошири компресорот. Горивото почна да тече во резервоарите. Мерачот на ентропија се заниша на целосна нула. 1.20 мах! 1.19! 1.18! 1.17! Спасени сме. Тој се лизна назад, се врати назад додека Тони и јас се молевме да не се заглави делителот на протокот. 1.10! 1.08! 1.05!
Заеби! Удривме од другата страна на ѕидот! Ние сме заробени! Нема доволно негативна сила за да се вратиме назад!
Додека се криевме од страв од ѕидот, опашката на малиот авион се распадна и Тони извика: „Запали ги ракетните засилувачи!“ Но, тие тргнаа на погрешен пат!
Тони ја испружи раката и ги турна напред, а линиите на Мах течеа од неговите прсти. Ги запалив! Ударот беше зачудувачки. Ја изгубивме свеста.
Кога се вразумив, нашиот малечок авион, целото извалкан, штотуку минуваше низ Мах нула! Го извлеков Тони и паднавме тешко на земја. Авионот ја намали брзината на исток. По неколку секунди слушнавме татнеж, како да удрил во друг ѕид.
Ниту една завртка не беше пронајдена. Тони почна да ткае мрежи, а јас залутав во МИТ.
звучна бариера
Звучна бариера
феномен што се јавува за време на летот на авион или ракета во моментот на премин од субсонична во суперсонична брзина на летот во атмосферата. Кога брзината на авионот се приближува до брзината на звукот (1200 km/h), во воздухот пред него се појавува тенка област во која има нагло зголемување на притисокот и густината на воздухот. Ова набивање на воздухот пред авион што лета се нарекува ударен бран. На теренот, поминувањето на ударниот бран се доживува како поп, слично на звукот на истрелот. Откако го надмина, авионот минува низ оваа област на зголемена густина на воздухот, како да го пробива - ја надминува звучната бариера. Долго време, пробивањето на звучната бариера се сметаше за сериозен проблем во развојот на авијацијата. За да се реши, неопходно беше да се сменат профилот и обликот на крилото на авионот (тоа стана потенко и изметено), предниот дел на трупот да се направи позашилен и да се опреми авионот со млазни мотори. За прв пат, брзината на звукот беше надмината во 1947 година од страна на C. Yeager на авион X-1 (САД) со ракетен мотор со течно гориво лансиран од авион Б-29. Во Русија, првиот што ја надмина звучната бариера во 1948 година беше О. В. Соколовски на експериментален авион Ла-176 со турбомлазен мотор.
Енциклопедија „Технологија“. - М.: Росман. 2006 .
звучна бариера
нагло зголемување на отпорот на аеродинамичен авион при лет Мах број M(∞) малку го надминува критичниот број М*. Причината е што кај броевите доаѓа M(∞) > M*, придружено со појава на отпор на бранови. Коефициентот на повлекување на брановите на авионот се зголемува многу брзо со зголемување на бројот M, почнувајќи од M(∞) = M*.
Присуството на Z. b. го отежнува постигнувањето на брзина на летот еднаква на брзината на звукот и последователната транзиција кон суперсоничен лет. За ова, се покажа дека е неопходно да се создадат авиони со тенки извиени крила, што овозможи значително да се намали отпорот и млазни мотори, во кои потисокот се зголемува со зголемување на брзината.
Во СССР, брзина еднаква на брзината на звукот за прв пат беше постигната на авионот Ла-176 во 1948 година.
Авијација: Енциклопедија. - М.: Голема руска енциклопедија. Главниот уредник Г.П. Свишчев. 1994 .
Погледнете што е „звучна бариера“ во другите речници:
Бариера - сите работни попусти Бариера во категоријата Куќа и летна куќа
Звучната бариера во аеродинамиката е име на голем број феномени кои го придружуваат движењето на авионот (на пример, суперсоничен авион, ракета) со брзини блиски или поголеми од брзината на звукот. Содржина 1 Шок бран, ... ... Википедија
ЗВУВНА БАРИЕРА, причина за потешкотии во воздухопловството при зголемување на брзината на летот над брзината на звукот (SUPERSONIC SPEED). Приближувајќи се до брзината на звукот, авионот доживува неочекувано зголемување на отпорот и губење на аеродинамичниот LIFT ... ... Научно-технички енциклопедиски речник
звучна бариера- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: ингли. звучна бариера; звучна бариера vok. Шалбариере, ѓ; Шалмауер, ѓ рус. звучна бариера, m pranc. barrière sonique, f; frontiere sonique, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas
звучна бариера- garso barjeras statusas T sritis Energetika apibrėžtis Staigus aerodinaminio pasipriešinimo padidėjimas, kai orlaivio greitis tampa garso greičiu (viršijama kritinė Macho skaičiaus verte). Aiškinamas bangų krize dėl staiga padidėjusio…… Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
Нагло зголемување на аеродинамичкото влечење кога брзината на летот на авионот се приближува до брзината на звукот (надминувајќи ја критичната вредност на Мах бројот на летот). Тоа се објаснува со бранова криза, придружена со зголемување на отпорот на бранови. Надминете 3.…… Голем енциклопедиски политехнички речник
звучна бариера- нагло зголемување на отпорноста на воздушната средина на движењето на авионот во. пристап до брзини блиски до брзината на ширење на звукот. Надминување 3. б. овозможено со подобрување на аеродинамичните форми на авионите и користење на моќни ... ... Речник на воени термини
звучна бариера- звучна бариера - нагло зголемување на отпорноста на аеродинамичниот авион со броеви на летот M∞ Мах, малку надминувајќи го критичниот број М*. Причината е што за броевите M∞ > Енциклопедија „Авијација“
звучна бариера- звучна бариера - нагло зголемување на отпорноста на аеродинамичниот авион со броеви на летот M∞ Мах, малку надминувајќи го критичниот број М*. Причината е што кај броевите M∞ > M* настанува бранова криза,… … Енциклопедија „Авијација“
- (Француска бариерна бариера). 1) порти во тврдини. 2) во арените и циркусите, ограда, трупец, столб низ кој скока коњ. 3) знак дека борците стигнуваат во дуел. 4) парапет, решетка. Речник на странски зборови вклучен во ... ... Речник на странски зборови на рускиот јазик
БАРИЕР, сопруг. 1. Пречка (тип на ѕид, шипка) поставена на патот (при скокови, трчање). Земете б. (преболи го). 2. Ограда, ограда. Б. конаци, балкони. 3. транс. Пречка, пречка за нешто. Речна природна б. за…… Објаснувачки речник на Ожегов
Книги
- Вегас: Вистинската приказна (ДВД), Надери Амир. Некои луѓе го бараат „американскиот сон“ на најчудните места... Еди Паркер и неговата сопруга Трејси некогаш биле страствени гејмери, што не е чудно: тие живеат во Лас Вегас, каде што сите играат....
На што помислуваме кога го слушаме изразот „звучна бариера“? Одредена граница и која може сериозно да влијае на слухот и благосостојбата. Обично звучната бариера е во корелација со освојувањето на воздушниот простор и
Надминувањето на оваа бариера може да предизвика развој на хронични заболувања, синдроми на болка и алергиски реакции. Дали овие сфаќања се точни или се стереотипи? Дали тие имаат фактичка основа? Што е звучна бариера? Како и зошто се јавува? Сето ова и некои дополнителни нијанси, како и историските факти поврзани со овој концепт, ќе се обидеме да ги дознаеме во оваа статија.
Оваа мистериозна наука е аеродинамиката
Во науката за аеродинамиката, дизајниран да ги објасни феномените што го придружуваат движењето
авиони, постои концепт на „звучна бариера“. Станува збор за низа појави кои се случуваат при движење на суперсонични авиони или ракети кои се движат со брзина блиска до брзината на звукот или поголема.
Што е ударен бран?
Во процесот на суперсоничен проток околу апаратот, во тунелот за ветер се појавува ударен бран. Нејзините траги се гледаат дури и со голо око. На теренот се означени со жолта линија. Надвор од конусот на ударниот бран, пред жолтата линија, на земја, авионот не се ни слуша. Со брзина поголема од звукот, телата се подложени на проток околу звучниот тек, што повлекува ударен бран. Можеби не е сам, во зависност од обликот на телото.
Трансформација на ударен бран
Фронтот на ударниот бран, кој понекогаш се нарекува ударен бран, има прилично мала дебелина, што, сепак, овозможува следење на нагли промени во својствата на протокот, намалување на неговата брзина во однос на телото и соодветно зголемување на притисокот и температурата на гасот во протокот. Во овој случај, кинетичката енергија делумно се претвора во внатрешна енергија на гасот. Бројот на овие промени директно зависи од брзината на суперсоничното струење. Како што ударниот бран се оддалечува од апаратот, падот на притисокот се намалува и ударниот бран се претвора во звук. Таа може да дојде до надворешен набљудувач кој ќе слушне карактеристичен звук кој личи на експлозија. Постои мислење дека ова укажува дека уредот ја достигнал брзината на звукот, кога звучната бариера е оставена од авионот.
Што навистина се случува?
Таканаречениот момент на надминување на звучната бариера во пракса е премин на ударен бран со растечки татнеж на мотори на авиони. Сега единицата е пред придружниот звук, така што по него ќе се слушне брмчењето на моторот. Приближувањето на брзината до брзината на звукот стана возможно за време на Втората светска војна, но во исто време, пилотите забележаа алармни сигнали во работата на авионите.
По завршувањето на војната, многу дизајнери и пилоти на авиони се обидоа да ја достигнат брзината на звукот и да ја скршат звучната бариера, но многу од овие обиди завршија трагично. Песимистичките научници тврдеа дека оваа граница не може да се надмине. Во никој случај не беше експериментално, туку научно, беше можно да се објасни природата на концептот на „звучна бариера“ и да се најдат начини да се надмине.
Можни се безбедни летови со транссонична и суперсонична брзина доколку се избегне бранова криза, чија појава зависи од аеродинамичните параметри на авионот и висината на летот. Преминот од едно ниво на брзина до друго треба да се изврши што е можно побрзо со помош на горење, што ќе помогне да се избегне долг лет во зоната на кризна бранови. Брановата криза како концепт дојде од транспортот на вода. Се појави во моментот на движење на бродовите со брзина блиска до брзината на брановите на површината на водата. Влегувањето во бранова криза повлекува тешкотија да се зголеми брзината, а ако е што е можно поедноставно да се надмине брановата криза, тогаш можете да влезете во режим на лизгање или лизгање на површината на водата.
Историја во управувањето со авиони
Првиот човек кој постигна суперсонична брзина на летот во експериментален авион е американскиот пилот Чак Јегер. Неговото достигнување е забележано во историјата на 14 октомври 1947 година. На територијата на СССР, звучната бариера беше надмината на 26 декември 1948 година од Соколовски и Федоров, кои полетаа со искусен борец.
Од цивилите, патничкиот брод Даглас ДЦ-8 ја проби звучната бариера, која на 21 август 1961 година достигна брзина од 1.012 мах, или 1262 км/ч. Мисијата беше да се соберат податоци за дизајнот на крилата. Меѓу авионите, светскиот рекорд е поставен со хиперсонична аеробалистичка ракета воздух-земја, која е во служба на руската армија. На надморска височина од 31,2 километри, ракетата достигна брзина од 6389 км на час.
50 години откако ја проби звучната бариера во воздухот, Англичанецот Енди Грин направи слично достигнување во автомобил. Во слободен пад, рекордот се обиде да го собори Американецот Џо Китингер, кој освои височина од 31,5 километри. Денес, на 14 октомври 2012 година, Феликс Баумгартнер постави светски рекорд, без помош на возило, при слободен пад од височина од 39 километри, пробивајќи ја звучната бариера. Во исто време неговата брзина достигна 1342,8 километри на час.
Најнеобичното пробивање на звучната бариера
Чудно е да се размислува, но првиот изум во светот кој ја надмина оваа граница беше обичниот камшик, кој го измислиле старите Кинези пред речиси 7 илјади години. Скоро до пронаоѓањето на инстант фотографијата во 1927 година, никој не се сомневаше дека ударот на камшикот е минијатурен звучен бум. Остриот замав формира јамка, а брзината нагло се зголемува, што го потврдува кликнувањето. Звучната бариера се надминува со брзина од околу 1200 km/h.
Мистеријата на најбучниот град
Не е ни чудо што жителите на малите градови се шокирани кога за прв пат ќе го видат главниот град. Изобилството на транспорт, стотици ресторани и центри за забава збунуваат и вознемируваат. Почетокот на пролетта во главниот град обично се означува со април, а не со бунтовниот Марш на снежната бура. Во април небото е ведро, потоци течат и пупки се отвораат. Луѓето, уморни од долгата зима, ширум ги отвораат прозорците кон сонцето, а уличната бучава пука во куќите. Птиците заглушувачки црцорат на улица, уметниците пеат, веселите ученици рецитираат песни, а да не зборуваме за вревата во сообраќајниот метеж и метрото. Вработените во одделенијата за хигиена забележуваат дека е нездраво да се биде долго време во бучен град. Звучната позадина на главниот град се состои од транспорт,
авијација, индустриска и домашна бучава. Најштетен е само бучавата од автомобилот, бидејќи авионите летаат доволно високо, а бучавата од претпријатијата се раствора во нивните згради. Постојаното брмчење на автомобили на особено фреквентните автопатишта двапати ги надминува сите дозволени норми. Како се надминува звучната бариера во главниот град? Москва е опасна поради изобилството на звуци, па жителите на главниот град поставуваат двојни застаклените прозорци за да ја пригушат бучавата.
Како се пробива звучната бариера?
До 1947 година, немаше вистински податоци за благосостојбата на лице во пилотската кабина на авион што лета побрзо од звукот. Како што се испостави, пробивањето на звучната бариера бара одредена сила и храброст. За време на летот станува јасно дека нема гаранции за преживување. Дури и професионален пилот не може со сигурност да каже дали дизајнот на авионот ќе го издржи нападот на елементите. За неколку минути, авионот едноставно може да се распадне. Што го објаснува ова? Треба да се забележи дека движењето со субсонична брзина создава акустични бранови кои се расфрлаат како кругови од паднат камен. Суперсоничната брзина ги возбудува ударните бранови, а човек што стои на земја слуша звук сличен на експлозија. Без моќни компјутери беше тешко да се решат сложени проблеми и мораше да се потпреме на модели на дување во тунели за ветер. Понекогаш, со недоволно забрзување на авионот, ударниот бран достигнува таква јачина што прозорците излетуваат од куќите над кои лета авионот. Не секој ќе може да ја надмине звучната бариера, бидејќи во овој момент целата структура се тресе, прицврстувањата на апаратот можат да добијат значителна штета. Затоа, доброто здравје и емоционалната стабилност се толку важни за пилотите. Ако летот е мазен, а звучната бариера се надмине што е можно побрзо, тогаш ниту пилотот ниту можните патници нема да почувствуваат особено непријатни сензации. Специјално за освојување на звучната бариера, во јануари 1946 година е изграден истражувачки авион. Создавањето на машината е иницирано по налог на Министерството за одбрана, но наместо со оружје, таа била наполнета со научна опрема што ја следела работата на механизмите и инструментите. Овој авион беше како модерна крстосувачка ракета со вграден ракетен мотор. Авионот ја проби звучната бариера со максимална брзина од 2736 km/h.
Вербални и материјални споменици за освојување на брзината на звукот
Достигнувањата во пробивањето на звучната бариера денес се високо ценети. Така, авионот со кој Чак Јегер првпат го совлада сега е изложен во Националниот музеј за воздухопловство и вселена, кој се наоѓа во Вашингтон. Но, техничките параметри на овој човечки изум би вределе малку без заслугите на самиот пилот. Чак Јегер поминал школа за летање и се борел во Европа, по што се вратил во Англија. Неправедната суспензија од летање не го скрши духот на Јегер и тој доби состанок со главниот командант на трупите на Европа. Во годините што останаа пред крајот на војната, Јегер учествуваше во 64 летови, при што собори 13 авиони. Чак Јегер се врати во својата татковина со чин капетан. Неговите карактеристики укажуваат на феноменална интуиција, неверојатна смиреност и издржливост во критични ситуации. Повеќе од еднаш, Јегер постави рекорди во својот авион. Неговата подоцнежна кариера беше во воздухопловните сили, каде што обучуваше пилоти. Последен пат кога Чак Јегер ја проби звучната бариера беше на 74 години, што беше на педесетгодишнината од неговата историја на летот и во 1997 година.
Комплексни задачи на креаторите на авионите
Светски познатите авиони МиГ-15 почнаа да се создаваат во време кога програмерите сфатија дека е невозможно да се заснова само на пробивање на звучната бариера, но треба да се решат сложени технички проблеми. Како резултат на тоа, беше создадена машина толку успешна што нејзините модификации беа усвоени од различни земји. Неколку различни дизајнерски бироа влегоа во еден вид натпреварувачка борба, чија награда беше патент за најуспешниот и најфункционалниот авион. Развиен авион со изметени крила, што беше револуција во нивниот дизајн. Идеалниот апарат треба да биде моќен, брз и неверојатно отпорен на какво било надворешно оштетување. Изметените крила на авионот станаа елемент што им помогна тројно да ја зголемат брзината на звукот. Понатаму, тој продолжи да расте, што беше објаснето со зголемување на моќноста на моторот, употребата на иновативни материјали и оптимизацијата на аеродинамичките параметри. Надминувањето на звучната бариера стана возможно и реално дури и за непрофесионалец, но поради тоа не станува помалку опасно, па секој екстремен трагач треба разумно да ги процени своите сили пред да се одлучи на таков експеримент.
