რატომ ხდება პოპინგი? ვინ იყო პირველი, ვინც დაარღვია ხმის ბარიერი? რა არის დარტყმის ტალღა

გადალახა ხმის ბარიერი :-)...

სანამ თემაზე საუბარს დავიწყებდეთ, მოდით, ცოტაოდენი სიცხადე შევიტანოთ ცნებების სიზუსტის საკითხში (რა მომწონს :-)). დღესდღეობით ორი ტერმინი საკმაოდ ფართოდ გამოიყენება: ხმის ბარიერიდა ზებგერითი ბარიერი . ისინი ჟღერს მსგავსი, მაგრამ მაინც არ არის იგივე. თუმცა, აზრი არ აქვს განსაკუთრებით მკაცრი: არსებითად, ისინი ერთი და იგივეა. ხმის ბარიერის განმარტებას ყველაზე ხშირად იყენებენ ადამიანები, რომლებიც უფრო მცოდნე და უფრო ახლოს არიან ავიაციასთან. და მეორე განმარტება, როგორც წესი, არის ყველა დანარჩენი.

მე ვფიქრობ, რომ ფიზიკის (და რუსული ენის :-) თვალსაზრისით უფრო სწორია ხმოვანი ბარიერის თქმა. აქ მარტივი ლოგიკაა. ყოველივე ამის შემდეგ, არსებობს ხმის სიჩქარის კონცეფცია, მაგრამ, მკაცრად რომ ვთქვათ, არ არსებობს ზებგერითი სიჩქარის ფიქსირებული კონცეფცია. ცოტა წინ რომ ვიხედები, ამას ვიტყვი როდის თვითმფრინავიდაფრინავს ზებგერითი სიჩქარით, მაშინ მან უკვე გაიარა ეს ბარიერი და როდესაც გაივლის (გადალახავს), მაშინ ამავე დროს გადის გარკვეულ ბარიერის მნიშვნელობასიჩქარე ხმის სიჩქარის ტოლია (არა ზებგერითი).

Რაღაც მაგდაგვარი:-). უფრო მეტიც, პირველი კონცეფცია გამოიყენება ბევრად უფრო იშვიათად, ვიდრე მეორე. ეს აშკარად იმიტომ ხდება, რომ სიტყვა ზებგერითი უფრო ეგზოტიკურად და მიმზიდველად ჟღერს. და ზებგერითი ფრენისას ეგზოტიკა ნამდვილად არის და, ბუნებრივია, ბევრს იზიდავს. თუმცა, არა ყველა ადამიანი, ვისაც ეს სიტყვები " ზებგერითი ბარიერი„მათ რეალურად ესმით, რა არის ეს. ამაში უკვე არაერთხელ დავრწმუნდი, ვუყურებ ფორუმებს, ვკითხულობ სტატიებს, ტელევიზორსაც კი ვუყურებ.

ეს კითხვა რეალურად საკმაოდ რთულია ფიზიკის თვალსაზრისით. მაგრამ, რა თქმა უნდა, ჩვენ არ შევაწუხებთ სირთულეს. ჩვენ უბრალოდ შევეცდებით, ჩვეულებისამებრ, განვმარტოთ სიტუაცია "თითებზე აეროდინამიკის ახსნა" პრინციპის გამოყენებით :-).

ასე რომ, ბარიერამდე (ხმა :-))!... ფრენის დროს თვითმფრინავი, რომელიც მოქმედებს ისეთ ელასტიურ გარემოზე, როგორიც ჰაერია, ხმის ტალღების მძლავრ წყაროდ იქცევა. ვფიქრობ, ყველამ იცის, რა არის ხმოვანი ტალღები ჰაერში :-).

ხმის ტალღები (ტინინგის ჩანგალი).

ეს არის შეკუმშვისა და გავრცელების არეების მონაცვლეობა სხვადასხვა მხარეებიხმის წყაროდან. რაღაც წრეები წყალზე, რომლებიც ასევე ტალღებია (უბრალოდ ხმოვანი :-)). სწორედ ეს უბნები, რომლებიც მოქმედებენ ყურის ბარტყზე, გვაძლევს საშუალებას გავიგოთ ამ სამყაროს ყველა ბგერა, ადამიანის ჩურჩულიდან რეაქტიული ძრავების ხმაურამდე.

ხმის ტალღების მაგალითი.

ხმის ტალღების გავრცელების წერტილები შეიძლება იყოს თვითმფრინავის სხვადასხვა კომპონენტი. მაგალითად, ძრავა (მისი ხმა ყველასთვის ცნობილია :-)), ან სხეულის ნაწილები (მაგალითად, მშვილდი), რომლებიც მოძრაობენ ჰაერის შეკუმშვით, გარკვეული ტიპის წნევას ( შეკუმშვა) წინ მიმავალი ტალღა.

ყველა ეს ბგერითი ტალღა ვრცელდება ჰაერში ჩვენთვის უკვე ცნობილი ხმის სიჩქარით. ანუ, თუ თვითმფრინავი ქვებგერითია და დაბალი სიჩქარითაც კი დაფრინავს, მაშინ თითქოს მისგან გაურბიან. შედეგად, როდესაც ასეთი თვითმფრინავი უახლოვდება, ჯერ მისი ხმა გვესმის, შემდეგ კი თვითონ მიფრინავს.

თუმცა დაჯავშნას გავაკეთებ, რომ ეს ასეა, თუ თვითმფრინავი არ დაფრინავს ძალიან მაღლა. ხმის სიჩქარე ხომ სინათლის სიჩქარე არ არის :-). მისი სიდიდე არც ისე დიდია და ხმის ტალღებს დრო სჭირდება მსმენელამდე მისასვლელად. მაშასადამე, ხმის გარეგნობის რიგი მსმენელისთვის და თვითმფრინავისთვის, თუ ის დაფრინავს მაღალი სიმაღლეშეიძლება შეიცვალოს.

და რადგან ხმა არც ისე სწრაფია, მაშინ საკუთარი სიჩქარის მატებასთან ერთად თვითმფრინავი იწყებს მის მიერ გამოშვებულ ტალღებს. ანუ, თუ ის უმოძრაო იქნებოდა, მაშინ ტალღები მისგან განსხვავდებოდა სახით კონცენტრული წრეებიროგორც ტალღები წყალზე ნასროლი ქვისგან. და რადგან თვითმფრინავი მოძრაობს, ამ წრეების სექტორში, რომელიც შეესაბამება ფრენის მიმართულებას, ტალღების საზღვრები (მათი ფრონტები) იწყებს ერთმანეთთან მიახლოებას.

სხეულის ქვებგერითი მოძრაობა.

შესაბამისად, უფსკრული თვითმფრინავს (მის ცხვირს) და პირველივე (თავის) ტალღის წინა მხარეს შორის (ანუ ეს ის ადგილია, სადაც თანდათანობით, გარკვეულწილად, დამუხრუჭება ხდება. უფასო ნაკადითვითმფრინავის ცხვირთან შეხვედრისას (ფრთა, კუდი) და შედეგად, წნევისა და ტემპერატურის მატება) იწყებს შეკუმშვას და რაც უფრო სწრაფია მით უფრო მაღალია ფრენის სიჩქარე.

დგება მომენტი, როდესაც ეს უფსკრული პრაქტიკულად ქრება (ან ხდება მინიმალური), გადაიქცევა სპეციალურ ზონად, რომელსაც ე.წ დარტყმის ტალღა. ეს ხდება მაშინ, როდესაც ფრენის სიჩქარე აღწევს ხმის სიჩქარეს, ანუ თვითმფრინავი მოძრაობს იმავე სიჩქარით, რასაც ტალღები გამოსცემს. მახის რიცხვი უდრის ერთიანობას (M=1).

სხეულის ხმოვანი მოძრაობა (M=1).

შოკური შოკი, არის საშუალების ძალიან ვიწრო რეგიონი (დაახლოებით 10 -4 მმ), რომლის გავლისას აღარ ხდება ამ საშუალების პარამეტრების თანდათანობითი, არამედ მკვეთრი (ნახტომის მსგავსი) ცვლილება - სიჩქარე, წნევა, ტემპერატურა, სიმკვრივე. ჩვენს შემთხვევაში, სიჩქარე მცირდება, წნევა, ტემპერატურა და სიმკვრივე იზრდება. აქედან მოდის სახელწოდება - დარტყმითი ტალღა.

გარკვეულწილად გამარტივებულად ვიტყოდი ამ ყველაფერზე. შეუძლებელია ზებგერითი ნაკადის მკვეთრი შენელება, მაგრამ ეს უნდა გააკეთოს, რადგან უკვე აღარ არის ეტაპობრივი დამუხრუჭების შესაძლებლობა თვითმფრინავის ცხვირის წინ დინების სიჩქარეზე, როგორც ზომიერი ქვებგერითი სიჩქარით. როგორც ჩანს, ის ხვდება ქვებგერითი განყოფილებას თვითმფრინავის ცხვირის წინ (ან ფრთის წვერით) და იშლება ვიწრო ნახტომში, გადასცემს მას გადაადგილების დიდ ენერგიას, რომელიც მას ფლობს.

სხვათა შორის, შეიძლება პირიქით ვთქვათ: თვითმფრინავი ენერგიის ნაწილს გადასცემს დარტყმის ტალღების ფორმირებას, რათა შეანელოს ზებგერითი ნაკადი.

სხეულის ზებგერითი მოძრაობა.

დარტყმის ტალღას სხვა სახელი აქვს. თვითმფრინავით კოსმოსში მოძრაობა, ის არსებითად წარმოადგენს ზემოაღნიშნული გარემოს პარამეტრების (ანუ ჰაერის ნაკადის) მკვეთრი ცვლილების წინა მხარეს. და ეს არის დარტყმითი ტალღის არსი.

შოკური შოკიდა დარტყმითი ტალღა, ზოგადად, ექვივალენტური განმარტებებია, მაგრამ აეროდინამიკაში პირველი უფრო მეტად გამოიყენება.

დარტყმითი ტალღა (ან დარტყმითი ტალღა) შეიძლება პრაქტიკულად პერპენდიკულარული იყოს ფრენის მიმართულებაზე, ამ შემთხვევაში ისინი იღებენ დაახლოებით წრის ფორმას სივრცეში და უწოდებენ სწორ ხაზებს. ეს ჩვეულებრივ ხდება M=1-თან ახლოს რეჟიმებში.

სხეულის მოძრაობის რეჟიმები. ! - ქვებგერითი, 2 - M=1, ზებგერითი, 4 - დარტყმითი ტალღა (დარტყმითი ტალღა).

M > 1 რიცხვებში ისინი უკვე განლაგებულია ფრენის მიმართულების კუთხით. ანუ თვითმფრინავი უკვე აჯობებს საკუთარ ხმას. ამ შემთხვევაში მათ ირიბად ეძახიან და სივრცეში იღებენ კონუსის ფორმას, რომელსაც, სხვათა შორის, მახის კონუსს უწოდებენ, მეცნიერის სახელს, რომელიც სწავლობდა ზებგერითი ნაკადებს (ერთ-ერთში ის ახსენა).

მახის კონუსი.

ამ კონუსის ფორმა (მისი, ასე ვთქვათ, „სიფხიზლე“ დამოკიდებულია ზუსტად M რიცხვზე და მასთან დაკავშირებულია მიმართებით: M = 1/sin α, სადაც α არის კუთხე კონუსის ღერძსა და მის ღერძს შორის. გენერატრიქსი. და კონუსური ზედაპირი ეხება ყველა ხმის ტალღის ფრონტს, რომლის წყარო იყო თვითმფრინავი და რომელსაც მან "გასწრო", მიაღწია ზებგერითი სიჩქარეს.

გარდა ამისა დარტყმის ტალღებიასევე შეიძლება იყოს ანექსირებულიროდესაც ისინი ზებგერითი სიჩქარით მოძრავი სხეულის ზედაპირთან არიან, ან შორდებიან, თუ სხეულთან არ არიან შეხებაში.

დარტყმის ტალღების სახეები ზებგერითი დინების დროს სხვადასხვა ფორმის სხეულების გარშემო.

როგორც წესი, დარტყმები ერთვის, თუ ზებგერითი ნაკადი მიედინება რომელიმე წვეტიანი ზედაპირის გარშემო. მაგალითად, თვითმფრინავისთვის, ეს შეიძლება იყოს წვეტიანი ცხვირი, მაღალი წნევის ჰაერის ამომყვანი ან ჰაერის ამომყვანის მკვეთრი კიდე. ამავე დროს, ისინი ამბობენ, რომ "ნახტომი ზის", მაგალითად, ცხვირზე.

და მოწყვეტილი დარტყმა შეიძლება მოხდეს მომრგვალებული ზედაპირების გარშემო, მაგალითად, ფრთის სქელი აეროფილის წინა მომრგვალებული კიდეზე გადინებისას.

თვითმფრინავის სხეულის სხვადასხვა კომპონენტი ქმნის ფრენის დროს დარტყმის ტალღების საკმაოდ რთულ სისტემას. თუმცა, მათგან ყველაზე ინტენსიური ორია. ერთი არის თავი ერთი მშვილდზე და მეორე არის კუდი ერთი კუდის ელემენტებზე. თვითმფრინავიდან გარკვეულ მანძილზე შუალედური დარტყმები ან თავს იჭერს და უერთდება მას, ან კუდი ეწევა მათ.

შოკური დარტყმები მოდელის თვითმფრინავზე ქარის გვირაბში გაწმენდის დროს (M=2).

შედეგად, რჩება ორი ნახტომი, რომლებიც, ზოგადად, მიწიერი დამკვირვებლის მიერ აღიქმება როგორც ერთი, თვითმფრინავის სიმცირის გამო ფრენის სიმაღლესთან შედარებით და, შესაბამისად, მათ შორის დროის მოკლე მონაკვეთის გამო.

დარტყმითი ტალღის (დარტყმითი ტალღის) ინტენსივობა (სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ენერგია) დამოკიდებულია სხვადასხვა პარამეტრებზე (თვითმფრინავის სიჩქარე, მისი დიზაინის მახასიათებლები, გარემო პირობები და ა.შ.) და განისაზღვრება მის წინა მხარეს წნევის ვარდნით.

როდესაც ის შორდება მახის კონუსის ზემოდან, ანუ თვითმფრინავიდან, როგორც არეულობის წყარო, დარტყმითი ტალღა სუსტდება, თანდათან გადაიქცევა ჩვეულებრივ ხმის ტალღად და საბოლოოდ მთლიანად ქრება.

და რა ხარისხით ექნება მას ინტენსივობა დარტყმის ტალღა(ან დარტყმითი ტალღის) მიწამდე მიღწევა დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა ეფექტს შეუძლია იქ მოახდინოს. საიდუმლო არ არის, რომ ცნობილი კონკორდი ზებგერითი სიჩქარით გაფრინდა მხოლოდ ატლანტის ოკეანის თავზე, ხოლო სამხედრო ზებგერითი თვითმფრინავი ზებგერითი დაფრინავს მაღალ სიმაღლეებზე ან იმ ადგილებში, სადაც არ არის დასახლებული ადგილები (ყოველ შემთხვევაში, როგორც ჩანს, მათ უნდა გააკეთონ ეს :-) ).

ეს შეზღუდვები ძალიან გამართლებულია. ჩემთვის, მაგალითად, დარტყმითი ტალღის განმარტება აფეთქებასთან ასოცირდება. და ის, რისი გაკეთებაც საკმარისად ინტენსიური დარტყმის ტალღას შეუძლია, შეიძლება შეესაბამებოდეს მას. ფანჯრებიდან მინა მაინც ადვილად გაფრინდება. ამის უამრავი მტკიცებულება არსებობს (განსაკუთრებით ისტორიაში საბჭოთა ავიაცია, როცა საკმაოდ ბევრი იყო და ფრენები ინტენსიური იყო). მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ გააკეთოთ უარესი რამ. თქვენ უბრალოდ უნდა იფრინოთ დაბლა :-)...

თუმცა, უმეტესწილად, რაც რჩება დარტყმითი ტალღებისგან, როდესაც ისინი მიწას მიაღწევენ, საშიში აღარ არის. მხოლოდ გარე დამკვირვებელს შეუძლია მოისმინოს ღრიალის ან აფეთქების მსგავსი ხმა. სწორედ ამ ფაქტთან არის დაკავშირებული ერთი გავრცელებული და საკმაოდ მუდმივი მცდარი წარმოდგენა.

ადამიანები, რომლებიც არც თუ ისე გამოცდილი არიან საავიაციო მეცნიერებაში, ასეთი ხმის გაგონებისას, ამბობენ, რომ თვითმფრინავმა გადალახა ხმის ბარიერი (ზებგერითი ბარიერი). სინამდვილეში ეს სიმართლეს არ შეესაბამება. ამ განცხადებას არაფერი აქვს საერთო რეალობასთან სულ მცირე ორი მიზეზის გამო.

დარტყმითი ტალღა (შოკის ტალღა).

ჯერ ერთი, თუ მიწაზე მყოფ ადამიანს ცაში მაღლა ესმის ხმამაღალი ღრიალი, მაშინ ეს მხოლოდ ნიშნავს (ვიმეორებ :-)) რომ მისმა ყურებმა მიაღწია დარტყმის ტალღის ფრონტი(ან დარტყმის ტალღა) სადღაც მფრინავი თვითმფრინავიდან. ეს თვითმფრინავი უკვე ზებგერითი სიჩქარით დაფრინავს და მასზე უბრალოდ არ გადართულია.

და თუ ეს იგივე ადამიანი მოულოდნელად აღმოჩნდებოდა თვითმფრინავზე რამდენიმე კილომეტრით წინ, მაშინ ის კვლავ გაიგონებდა იმავე ხმას იმავე თვითმფრინავიდან, რადგან მას დაექვემდებარა თვითმფრინავთან ერთად მოძრავი იგივე დარტყმის ტალღა.

ის მოძრაობს ზებგერითი სიჩქარით და, შესაბამისად, ჩუმად უახლოვდება. და მას შემდეგ რაც მან ყოველთვის სასიამოვნო გავლენა მოახდინა ყურის ბარბებზე (კარგია, როდესაც მხოლოდ მათზე :-)) და უსაფრთხოდ გავიდა, მოქმედი ძრავების ღრიალი ისმის.

თვითმფრინავის სავარაუდო ფრენის დიაგრამა მახის ნომრის სხვადასხვა მნიშვნელობით Saab 35 "Draken" გამანადგურებლის მაგალითის გამოყენებით. ენა, სამწუხაროდ, გერმანულია, მაგრამ სქემა ზოგადად ნათელია.

უფრო მეტიც, თავად ზებგერითი ბგერაზე გადასვლას არ ახლავს ერთჯერადი „ბუმი“, პოპები, აფეთქებები და ა.შ. თანამედროვე ზებგერითი თვითმფრინავით, მფრინავი ყველაზე ხშირად იგებს ასეთი გადასვლის შესახებ მხოლოდ ინსტრუმენტების წაკითხვით. თუმცა ამ შემთხვევაში ხდება გარკვეული პროცესი, მაგრამ თუ პილოტირების გარკვეული წესები დაცულია, ეს მისთვის პრაქტიკულად უხილავია.

მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის :-). მეტს ვიტყვი. რაღაც ხელშესახები, მძიმე, ძნელად გადალახვადი დაბრკოლების სახით, რომელსაც თვითმფრინავი ეყრდნობა და რომლის „გახვრეტა“ უნდა (ასეთი განსჯები გამიგია :-)) არ არსებობს.

მკაცრად რომ ვთქვათ, არანაირი ბარიერი არ არსებობს. ერთხელ, ავიაციაში მაღალი სიჩქარის განვითარების გარიჟრაჟზე, ეს კონცეფცია უფრო მეტად ჩამოყალიბდა, როგორც ფსიქოლოგიური რწმენა ზებგერითი სიჩქარეზე გადასვლისა და მასზე ფრენის სირთულის შესახებ. იყო განცხადებებიც კი, რომ ეს საერთოდ შეუძლებელი იყო, მით უმეტეს, რომ ასეთი რწმენისა და განცხადებების წინაპირობები საკმაოდ სპეციფიკური იყო.

თუმცა, პირველ რიგში...

აეროდინამიკაში არის კიდევ ერთი ტერმინი, რომელიც საკმაოდ ზუსტად აღწერს ამ ნაკადში მოძრავი და ზებგერითიკენ მიდრეკილი სხეულის ჰაერის ნაკადთან ურთიერთქმედების პროცესს. ეს ტალღის კრიზისი. სწორედ ის აკეთებს ცუდ რაღაცეებს, რომლებიც ტრადიციულად ასოცირდება კონცეფციასთან ხმის ბარიერი.

ასე რომ, რაღაც კრიზისის შესახებ :-). ნებისმიერი თვითმფრინავი შედგება ნაწილებისგან, რომელთა გარშემო ჰაერის ნაკადი შეიძლება არ იყოს იგივე. ავიღოთ, მაგალითად, ფრთა, უფრო სწორად, ჩვეულებრივი კლასიკა ქვებგერითი პროფილი.

ძირითადი ცოდნიდან, თუ როგორ წარმოიქმნება ამწევი, ჩვენ კარგად ვიცით, რომ პროფილის ზედა მრუდი ზედაპირის მიმდებარე ფენაში დინების სიჩქარე განსხვავებულია. სადაც პროფილი უფრო ამოზნექილია, ის აღემატება ნაკადის მთლიან სიჩქარეს, შემდეგ, როდესაც პროფილი გაბრტყელებულია, ის მცირდება.

როდესაც ფრთა ნაკადში მოძრაობს ბგერის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით, შეიძლება დადგეს მომენტი, როდესაც ასეთ ამოზნექილ ზონაში, მაგალითად, ჰაერის ფენის სიჩქარე, რომელიც უკვე აღემატება ნაკადის მთლიან სიჩქარეს, გახდება. ბგერითი და თუნდაც ზებგერითი.

ადგილობრივი დარტყმითი ტალღა, რომელიც წარმოიქმნება ტრანსონიკაში ტალღის კრიზისის დროს.

პროფილის გასწვრივ, ეს სიჩქარე მცირდება და რაღაც მომენტში კვლავ ხდება ქვებგერითი. მაგრამ, როგორც ზემოთ ვთქვით, ზებგერითი ნაკადი სწრაფად ვერ შენელდება, ამიტომ გაჩენა დარტყმის ტალღა.

ასეთი ნახტომები ჩნდება სხვადასხვა სფეროებშიგამარტივებული ზედაპირები და თავდაპირველად ისინი საკმაოდ სუსტია, მაგრამ მათი რიცხვი შეიძლება იყოს დიდი და ნაკადის საერთო სიჩქარის მატებასთან ერთად იზრდება ზებგერითი ზონები, დარტყმები „ძლიერდება“ და გადადის პროფილის უკანა კიდეზე. მოგვიანებით, იგივე დარტყმის ტალღები ჩნდება პროფილის ქვედა ზედაპირზე.

სრული ზებგერითი ნაკადი ფრთის პროფილის გარშემო.

რას ნიშნავს ეს ყველაფერი? აი რა. Პირველი- ეს მნიშვნელოვანია აეროდინამიკური წინააღმდეგობის გაზრდატრანსონური სიჩქარის დიაპაზონში (დაახლოებით M=1, მეტ-ნაკლებად). ეს წინააღმდეგობა იზრდება მისი ერთ-ერთი კომპონენტის მკვეთრი ზრდის გამო - ტალღის წინააღმდეგობა. იგივე, რაც ჩვენ ადრე არ გავითვალისწინეთ ქვებგერითი სიჩქარით ფრენების განხილვისას.

ზებგერითი ნაკადის შენელების დროს მრავალი დარტყმითი ტალღების (ან დარტყმითი ტალღების) წარმოქმნის მიზნით, როგორც ზემოთ ვთქვი, ენერგია იხარჯება და იგი აღებულია თვითმფრინავის მოძრაობის კინეტიკური ენერგიისგან. ანუ, თვითმფრინავი უბრალოდ ანელებს (და ძალიან შესამჩნევად!). სწორედ ეს არის ტალღის წინააღმდეგობა.

უფრო მეტიც, დარტყმითი ტალღები, მათში ნაკადის მკვეთრი შენელების გამო, ხელს უწყობს სასაზღვრო ფენის გამოყოფას თავის უკან და მის გარდაქმნას ლამინარულიდან ტურბულენტურად. ეს კიდევ უფრო ზრდის აეროდინამიკურ წინააღმდეგობას.

პროფილის შეშუპება მახის სხვადასხვა ნომრებზე.შოკური შოკი, ადგილობრივი ზებგერითი ზონები, ტურბულენტური ზონები.

მეორე. ფრთის პროფილზე ადგილობრივი ზებგერითი ზონების გამოჩენის და მათი შემდგომი გადაადგილების გამო პროფილის კუდის ნაწილზე ნაკადის გაზრდის სიჩქარით და, შესაბამისად, პროფილზე წნევის განაწილების ნიმუშის შეცვლის გამო, აეროდინამიკური ძალების გამოყენების წერტილი (ცენტრი წნევის) ასევე გადადის უკანა კიდეზე. შედეგად, ჩნდება ჩაყვინთვის მომენტითვითმფრინავის მასის ცენტრთან შედარებით, რაც იწვევს მას ცხვირის დაწევას.

რას მოჰყვება ეს ყველაფერი... აეროდინამიკური წინააღმდეგობის საკმაოდ მკვეთრი ზრდის გამო, თვითმფრინავი მოითხოვს შესამჩნევ ძრავის სიმძლავრის რეზერვიგადალახოს ტრანსონური ზონა და მიაღწიოს, ასე ვთქვათ, რეალურ ზებგერით ხმას.

აეროდინამიკური წინააღმდეგობის მკვეთრი ზრდა ტრანსონიკაში (ტალღის კრიზისი) ტალღის წინააღმდეგობის გაზრდის გამო. Сd - წინააღმდეგობის კოეფიციენტი.

Უფრო. დაივინგის მომენტის დადგომის გამო, სირთულეები წარმოიქმნება მოედანზე კონტროლის დროს. გარდა ამისა, დარტყმითი ტალღებით ადგილობრივი ზებგერითი ზონების წარმოქმნასთან დაკავშირებული პროცესების არეულობისა და არათანაბარობის გამო, კონტროლი რთული ხდება. მაგალითად, როლებში, მარცხენა და მარჯვენა სიბრტყეზე სხვადასხვა პროცესების გამო.

უფრო მეტიც, ადგილი აქვს ვიბრაციას, ხშირად საკმაოდ ძლიერი ადგილობრივი ტურბულენტობის გამო.

ზოგადად, სიამოვნების სრული ნაკრები, რომელსაც ე.წ ტალღის კრიზისი. მაგრამ, სიმართლე ისაა, რომ ისინი ყველა ხდება (ჰქონდა, ბეტონი :-)) ტიპიური ქვებგერითი თვითმფრინავის გამოყენებისას (სქელი სწორი ფრთის პროფილით) ზებგერითი სიჩქარის მისაღწევად.

თავდაპირველად, როდესაც ჯერ კიდევ არ იყო საკმარისი ცოდნა და ზებგერითი მიღწევის პროცესები არ იყო ყოვლისმომცველი შესწავლილი, სწორედ ეს ნაკრები ითვლებოდა თითქმის სასიკვდილოდ გადაულახავად და ე.წ. ხმის ბარიერი(ან ზებგერითი ბარიერი, თუ გინდა:-)).

იყო ბევრი ტრაგიკული ინციდენტი, როდესაც ცდილობდნენ ხმის სიჩქარის გადალახვას ჩვეულებრივ დგუშიან თვითმფრინავებზე. ძლიერი ვიბრაცია ზოგჯერ იწვევს სტრუქტურულ დაზიანებას. თვითმფრინავებს არ გააჩნდათ საკმარისი ძალა საჭირო აჩქარებისთვის. ჰორიზონტალური ფრენისას ეს შეუძლებელი იყო ეფექტის გამო, რომელსაც აქვს იგივე ბუნება ტალღის კრიზისი.

ამიტომ აჩქარების მიზნით ჩაყვინთვა გამოიყენეს. მაგრამ ეს შეიძლება საბედისწერო ყოფილიყო. მყვინთავის მომენტმა, რომელიც გამოჩნდა ტალღის კრიზისის დროს, ჩაყვინთვის გაჭიანურება და ზოგჯერ გამოსავალი არ იყო. ყოველივე ამის შემდეგ, კონტროლის აღსადგენად და ტალღის კრიზისის აღმოსაფხვრელად, საჭირო იყო სიჩქარის შემცირება. მაგრამ ჩაყვინთვისას ამის გაკეთება ძალზე რთულია (თუ არა შეუძლებელი).

ჰორიზონტალური ფრენიდან ჩაყვინთვის გაყვანა ითვლება სსრკ-ში 1943 წლის 27 მაისს უბედური შემთხვევის ერთ-ერთ მთავარ მიზეზად ცნობილი ექსპერიმენტული გამანადგურებლის BI-1 თხევადი სარაკეტო ძრავით. ფრენის მაქსიმალური სიჩქარისთვის ტესტები ჩატარდა და დიზაინერების შეფასებით, მიღწეული სიჩქარე 800 კმ/სთ-ზე მეტი იყო. რის შემდეგაც მოხდა ჩაყვინთვის შეფერხება, საიდანაც თვითმფრინავი არ გამოჯანმრთელდა.

ექსპერიმენტული გამანადგურებელი BI-1.

ჩვენს დროში ტალღის კრიზისიუკვე საკმაოდ კარგად არის შესწავლილი და გადალახული ხმის ბარიერი(თუ საჭიროა :-)) არ არის რთული. თვითმფრინავებზე, რომლებიც შექმნილია საკმაოდ მაღალი სიჩქარით ფრენისთვის, გამოიყენება გარკვეული დიზაინის გადაწყვეტილებები და შეზღუდვები მათი ფრენის მუშაობის გასაადვილებლად.

როგორც ცნობილია, ტალღის კრიზისი იწყება ერთთან ახლოს M რიცხვებიდან. ამიტომ, თითქმის ყველა ქვებგერითი რეაქტიული თვითმფრინავი (კერძოდ, სამგზავრო) აქვს ფრენა ლიმიტი M-ის რაოდენობაზე. ჩვეულებრივ, ეს არის 0.8-0.9 მ რეგიონში. პილოტს ევალება ამის მონიტორინგი. გარდა ამისა, ბევრ თვითმფრინავზე, როდესაც მიღწეულია ლიმიტის დონე, რის შემდეგაც ფრენის სიჩქარე უნდა შემცირდეს.

აქვს თითქმის ყველა თვითმფრინავი, რომელიც დაფრინავს მინიმუმ 800 კმ/სთ და მეტი სიჩქარით გაშლილი ფრთა(მინიმუმ წინა კიდის გასწვრივ :-)). ეს საშუალებას გაძლევთ გადადოთ შეტევის დაწყება ტალღის კრიზისი M=0.85-0.95-ის შესაბამისი სიჩქარეებამდე.

გაფცქვნილი ფრთა. ძირითადი მოქმედება.

ამ ეფექტის მიზეზი საკმაოდ მარტივად შეიძლება აიხსნას. სწორ ფრთაზე, V სიჩქარით ჰაერის ნაკადი უახლოვდება თითქმის მართი კუთხით, ხოლო გადახვეწილ ფრთაზე (სრიალის კუთხე χ) გარკვეული სრიალის კუთხით β. სიჩქარე V შეიძლება ვექტორულად დაიყოს ორ ნაკადად: Vτ და Vn.

ნაკადი Vτ არ ახდენს გავლენას ფრთაზე წნევის განაწილებაზე, მაგრამ ნაკადი Vn მოქმედებს, რაც ზუსტად განსაზღვრავს ფრთის დატვირთვის მატარებელ თვისებებს. და ის აშკარად უფრო მცირეა მთლიანი ნაკადის V სიდიდით. ამიტომ, გაცურებულ ფრთაზე იწყება ტალღის კრიზისი და იზრდება. ტალღის წინააღმდეგობახდება ბევრად უფრო გვიან, ვიდრე პირდაპირ ფრთაზე იმავე თავისუფალი ნაკადის სიჩქარით.

ექსპერიმენტული გამანადგურებელი E-2A (მიგ-21-ის წინამორბედი). ტიპიური გაშლილი ფრთა.

გაშლილი ფრთის ერთ-ერთი მოდიფიკაცია იყო ფრთა სუპერკრიტიკული პროფილი(ახსენა იგი). ის ასევე შესაძლებელს ხდის ტალღის კრიზისის დაწყების უფრო მაღალ სიჩქარეებზე გადატანას და გარდა ამისა, შესაძლებელს ხდის ეფექტურობის გაზრდას, რაც მნიშვნელოვანია სამგზავრო ავიახაზებისთვის.

SuperJet 100. გაცურებული ფრთა სუპერკრიტიკული პროფილით.

თუ თვითმფრინავი განკუთვნილია გადასასვლელად ხმის ბარიერი(გავლის და ტალღის კრიზისიძალიან :-)) და ზებგერითი ფრენა, ის ჩვეულებრივ ყოველთვის განსხვავდება დიზაინის გარკვეული მახასიათებლებით. კერძოდ, ჩვეულებრივ აქვს თხელი ფრთის პროფილი და ემპენაჟი მკვეთრი კიდეებით(მათ შორის, ალმასის ფორმის ან სამკუთხა) და გარკვეული ფრთის ფორმის გეგმაში (მაგალითად, სამკუთხა ან ტრაპეციული ზედმეტად და ა.შ.).

სუპერბგერითი MIG-21. მიმდევარი E-2A. ტიპიური დელტა ფრთა.

MIG-25. ზებგერითი ფრენისთვის განკუთვნილი ტიპიური თვითმფრინავის მაგალითი. თხელი ფრთების და კუდის პროფილები, მკვეთრი კიდეები. ტრაპეციული ფრთა. პროფილი

ანდაზის გავლა ხმის ბარიერიანუ, ასეთი თვითმფრინავები ზებგერითი სიჩქარით გადადიან ძრავის შემდგომი დამწვრობის მუშაობააეროდინამიკური წინააღმდეგობის გაზრდის გამო და, რა თქმა უნდა, ზონაში სწრაფად გავლის მიზნით ტალღის კრიზისი. და ამ გადასვლის მომენტი ყველაზე ხშირად არანაირად არ იგრძნობა (ვიმეორებ :-)) არც პილოტს (მას შეუძლია განიცადოს მხოლოდ ხმის წნევის დონის შემცირება კაბინაში), ან გარე დამკვირვებლის მიერ, თუ , რა თქმა უნდა, მას შეეძლო დაკვირვება :-).

თუმცა, აქ აღსანიშნავია კიდევ ერთი მცდარი წარმოდგენა, რომელიც დაკავშირებულია გარე დამკვირვებლებთან. რა თქმა უნდა, ბევრს უნახავს ამ ტიპის ფოტოები, წარწერები, რომლებშიც ნათქვამია, რომ ეს არის მომენტი, როდესაც თვითმფრინავი გადალახავს ხმის ბარიერიასე ვთქვათ, ვიზუალურად.

პრანდტლ-გლოერტის ეფექტი. არ გულისხმობს ხმის ბარიერის გარღვევას.

ჯერ ერთი, უკვე ვიცით, რომ არ არსებობს ხმის ბარიერი, როგორც ასეთი და თავად ზებგერითზე გადასვლას არ ახლავს რაიმე უჩვეულო (მათ შორის აფეთქება ან აფეთქება).

მეორეც. რაც ფოტოზე ვნახეთ ე.წ პრანდტლ-გლოერტის ეფექტი. მის შესახებ უკვე დავწერე. ის არანაირად არ არის პირდაპირ კავშირში ზებგერითზე გადასვლასთან. უბრალოდ, მაღალი სიჩქარით (სხვათა შორის, ქვებგერითი :-)) თვითმფრინავი, ჰაერის გარკვეული მასის გადაადგილებისას თავის წინ, ქმნის გარკვეული რაოდენობის ჰაერს მის უკან. იშვიათი რეგიონი. ფრენისთანავე ეს ტერიტორია იწყებს ჰაერით ავსებას ახლომდებარე ბუნებრივი სივრციდან. მოცულობის ზრდა და ტემპერატურის მკვეთრი ვარდნა.

თუ ჰაერის ტენიანობასაკმარისია და ტემპერატურა ეცემა მიმდებარე ჰაერის ნამის წერტილის ქვემოთ, შემდეგ ტენიანობის კონდენსაციაწყლის ორთქლიდან ნისლის სახით, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ. როგორც კი პირობები აღდგება პირვანდელ დონეზე, ეს ნისლი მაშინვე ქრება. მთელი ეს პროცესი საკმაოდ ხანმოკლეა.

ამ პროცესს მაღალი ტრანსონური სიჩქარით შეიძლება ხელი შეუწყოს ლოკალური დარტყმის ტალღებიმე, ზოგჯერ ვეხმარები თვითმფრინავის გარშემო ნაზი კონუსის ფორმირებაში.

მაღალი სიჩქარე ხელს უწყობს ამ ფენომენს, თუმცა, თუ ჰაერის ტენიანობა საკმარისია, ეს შეიძლება (და ხდება) საკმაოდ დაბალი სიჩქარით. მაგალითად, რეზერვუარების ზედაპირის ზემოთ. უმეტესობა, სხვათა შორის, ლამაზი ფოტოებიამ ბუნების დამზადდა თვითმფრინავის ბორტზე, ანუ საკმაოდ ნოტიო ჰაერში.

ასე მუშაობს. კადრები, რა თქმა უნდა, მაგარია, სპექტაკლი არის სანახაობრივი :-), მაგრამ ეს საერთოდ არ არის ის, რასაც ყველაზე ხშირად უწოდებენ. საერთოდ არაფერ შუაშია (და ზებგერითი ბარიერიიგივე :-)). და ეს კარგია, ვფიქრობ, თორემ დამკვირვებლები, რომლებიც ამგვარ ფოტოს და ვიდეოს იღებენ, შეიძლება არ იყოს ბედნიერი. შოკის ტალღა, იცი:-)…

დასასრულს, არის ერთი ვიდეო (მე უკვე გამოვიყენე ადრე), რომლის ავტორები აჩვენებენ ზებგერითი სიჩქარით დაბალ სიმაღლეზე მფრინავი თვითმფრინავის დარტყმის ტალღის ეფექტს. რა თქმა უნდა, არსებობს გარკვეული გაზვიადება :-), მაგრამ ზოგადი პრინციპიგასაგები. და ისევ შთამბეჭდავი :-)…

დღეისთვის სულ ესაა. გმადლობთ, რომ წაიკითხეთ სტატია ბოლომდე :-). შემდეგ ჯერამდე...

ფოტოების დაჭერა შესაძლებელია.

არაჩვეულებრივი სურათი ზოგჯერ შეიძლება შეინიშნოს რეაქტიული თვითმფრინავების ფრენისას, რომლებიც თითქოს ნისლის ღრუბლიდან გამოდიან. ამ ფენომენს პრანდტლ-გლოერტის ეფექტს უწოდებენ და შედგება ჰაერის მაღალი ტენიანობის პირობებში ტრანსონური სიჩქარით მოძრავი ობიექტის უკან ღრუბლის გამოჩენისგან.

ამ უჩვეულო ფენომენის მიზეზი ის არის, რომ ადამიანი მფრინავს მაღალი სიჩქარეთვითმფრინავი ქმნის ჰაერის მაღალი წნევის არეალს თავის წინ და დაბალი წნევის არეალს მის უკან. თვითმფრინავის გავლის შემდეგ, დაბალი წნევის ზონა იწყებს ატმოსფერული ჰაერით შევსებას. ამ შემთხვევაში, ჰაერის მასების საკმარისად მაღალი ინერციის გამო, პირველ რიგში, მთელი დაბალი წნევის არე ივსება ჰაერით დაბალი წნევის მიმდებარე ტერიტორიებიდან.

ეს პროცესი ადგილობრივად ადიაბატური პროცესია, სადაც ჰაერის მიერ დაკავებული მოცულობა იზრდება და მისი ტემპერატურა იკლებს. თუ ჰაერის ტენიანობა საკმარისად მაღალია, ტემპერატურა შეიძლება დაეცეს ისეთ მნიშვნელობამდე, რომ ის იყოს ნამის წერტილის ქვემოთ. შემდეგ ჰაერში არსებული წყლის ორთქლი კონდენსირდება პაწაწინა წვეთებად, რომლებიც ქმნიან პატარა ღრუბელს.

დაწკაპუნებადი 2600 px

ჰაერის წნევის ნორმალიზებასთან ერთად, მასში ტემპერატურა თანაბრდება და კვლავ აწვება ნამის წერტილს, ღრუბელი კი სწრაფად იშლება ჰაერში. როგორც წესი, მისი სიცოცხლე წამის ნაწილს არ აღემატება. ამიტომ, როდესაც თვითმფრინავი დაფრინავს, ღრუბელი, როგორც ჩანს, მიჰყვება მას - იმის გამო, რომ ის მუდმივად იქმნება თვითმფრინავის უკან და შემდეგ ქრება.

გავრცელებულია მცდარი მოსაზრება, რომ ღრუბლის გამოჩენა პრანდტლ-გლაუერტის ეფექტის გამო ნიშნავს, რომ ეს არის მომენტი, როდესაც თვითმფრინავი არღვევს ხმის ბარიერს. ნორმალური ან ოდნავ მომატებული ტენიანობის პირობებში ღრუბელი იქმნება მხოლოდ მაღალი სიჩქარით, ხმის სიჩქარესთან ახლოს. ამავდროულად, დაბალ სიმაღლეზე ფრენისას და ძალიან მაღალი ტენიანობის პირობებში (მაგალითად, ოკეანის თავზე), ეს ეფექტი შეიძლება შეინიშნოს ხმის სიჩქარეზე მნიშვნელოვნად დაბალი სიჩქარით.

დაწკაპუნებადი 2100 პიქსელი

არსებობს გაუგებრობა "ტაშის" მიმართ, რომელიც გამოწვეულია ტერმინის "ხმოვანი ბარიერის" გაუგებრობით. ამ "პოპს" სწორად უწოდებენ "ხმოვან ბუმს". ზებგერითი სიჩქარით მოძრავი თვითმფრინავი ქმნის დარტყმის ტალღებს და ჰაერის წნევის მატებას გარემომცველ ჰაერში. გამარტივებულად, ეს ტალღები შეიძლება წარმოვიდგინოთ, როგორც თვითმფრინავის ფრენის თანმხლები კონუსი, მწვერვალით, თითქოს, ფიუზელაჟის ცხვირზე მიბმული და გენერატორები, რომლებიც მიმართულია თვითმფრინავის მოძრაობის წინააღმდეგ და საკმაოდ შორს ვრცელდება. მაგალითად, დედამიწის ზედაპირზე.

დაწკაპუნებადი 2500 პიქსელი

როდესაც ამ წარმოსახვითი კონუსის საზღვარი, რომელიც აღნიშნავს მთავარი ხმის ტალღის წინა მხარეს, აღწევს ადამიანის ყურამდე, წნევის მკვეთრი ნახტომი ისმის ტაშის სახით. ხმის ბუმი, თითქოს შეკრული, თან ახლავს თვითმფრინავის მთელ ფრენას, იმ პირობით, რომ თვითმფრინავი მოძრაობს საკმარისად სწრაფად, თუმცა მუდმივი სიჩქარით. ტაში, როგორც ჩანს, არის ბგერის ბუმის მთავარი ტალღის გავლა დედამიწის ზედაპირზე ფიქსირებულ წერტილზე, სადაც, მაგალითად, მსმენელი მდებარეობს.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ ზებგერითი თვითმფრინავი იწყებს მსმენელზე წინ და უკან ფრენას მუდმივი, მაგრამ ზებგერითი სიჩქარით, მაშინ აფეთქება ისმოდა ყოველ ჯერზე, გარკვეული პერიოდის შემდეგ, რაც თვითმფრინავი გადაფრინდა მსმენელზე საკმაოდ ახლო მანძილზე.

მაგრამ ნახეთ, რა საინტერესო კადრია! ეს პირველად ვნახე!

დაწკაპუნებადი 1920 px - ვის მაგიდაზე!

რას წარმოვიდგენთ, როდესაც გვესმის გამოთქმა „ხმოვანი ბარიერი“? გარკვეულმა ზღვარმა შეიძლება სერიოზულად იმოქმედოს სმენაზე და კეთილდღეობაზე. ჩვეულებრივ ხმის ბარიერი კორელაციაშია საჰაერო სივრცის დაპყრობასთან და

ამ დაბრკოლების გადალახვამ შეიძლება გამოიწვიოს ძველი დაავადებების, ტკივილის სინდრომების და ალერგიული რეაქციების განვითარების პროვოცირება. ეს იდეები სწორია თუ ისინი წარმოადგენენ დამკვიდრებულ სტერეოტიპებს? აქვთ თუ არა მათ ფაქტობრივი საფუძველი? რა არის ხმის ბარიერი? როგორ და რატომ ჩნდება? ჩვენ შევეცდებით ამ სტატიაში გავარკვიოთ ეს ყველაფერი და რამდენიმე დამატებითი ნიუანსი, ასევე ამ კონცეფციასთან დაკავშირებული ისტორიული ფაქტები.

ეს იდუმალი მეცნიერება არის აეროდინამიკა

აეროდინამიკის მეცნიერებაში, შექმნილია მოძრაობის თანმხლები ფენომენების ასახსნელად
თვითმფრინავი, არსებობს "ხმის ბარიერის" კონცეფცია. ეს არის ფენომენების სერია, რომელიც ხდება ზებგერითი თვითმფრინავების ან რაკეტების მოძრაობის დროს, რომლებიც მოძრაობენ ბგერის სიჩქარესთან ახლოს ან მეტი სიჩქარით.

რა არის შოკის ტალღა?

როდესაც ზებგერითი ნაკადი მიედინება მანქანის გარშემო, ქარის გვირაბში ჩნდება დარტყმითი ტალღა. მისი კვალი შეუიარაღებელი თვალითაც კი ჩანს. ადგილზე ისინი გამოხატულია ყვითელი ხაზით. დარტყმის ტალღის კონუსის გარეთ, ყვითელი ხაზის წინ, ადგილზე თვითმფრინავიც კი არ გესმის. ბგერაზე მეტი სიჩქარით, სხეულები ექვემდებარება ხმის ნაკადს, რაც იწვევს დარტყმის ტალღას. შეიძლება იყოს ერთზე მეტი, სხეულის ფორმის მიხედვით.

შოკის ტალღის ტრანსფორმაცია

დარტყმის ტალღის ფრონტს, რომელსაც ზოგჯერ დარტყმის ტალღას უწოდებენ, აქვს საკმაოდ მცირე სისქე, რაც, მიუხედავად ამისა, შესაძლებელს ხდის თვალყური ადევნოთ ნაკადის თვისებებში მკვეთრ ცვლილებებს, სხეულთან მიმართებაში მისი სიჩქარის დაქვეითებას და შესაბამის ზრდას. გაზის წნევა და ტემპერატურა ნაკადში. ამ შემთხვევაში კინეტიკური ენერგია ნაწილობრივ გარდაიქმნება გაზის შიდა ენერგიად. ამ ცვლილებების რაოდენობა პირდაპირ დამოკიდებულია ზებგერითი დინების სიჩქარეზე. როდესაც დარტყმის ტალღა შორდება აპარატს, წნევის ვარდნა მცირდება და დარტყმითი ტალღა გარდაიქმნება ხმის ტალღად. მას შეუძლია მიაღწიოს გარე დამკვირვებელს, რომელიც მოისმენს აფეთქების მსგავს დამახასიათებელ ხმას. არსებობს მოსაზრება, რომ ეს მიუთითებს იმაზე, რომ მოწყობილობამ მიაღწია ხმის სიჩქარეს, როდესაც თვითმფრინავი ტოვებს ხმის ბარიერს.

მართლა რა ხდება?

ხმის ბარიერის გარღვევის ეგრეთ წოდებული მომენტი პრაქტიკაში წარმოადგენს დარტყმითი ტალღის გავლას თვითმფრინავის ძრავების მზარდი ხმაურით. ახლა მოწყობილობა წინ უსწრებს თანმხლებ ხმას, ამიტომ ძრავის გუგუნი ისმის შემდეგ. ხმის სიჩქარის მიახლოება შესაძლებელი გახდა მეორე მსოფლიო ომის დროს, მაგრამ ამავე დროს პილოტებმა შენიშნეს საგანგაშო სიგნალები თვითმფრინავების ექსპლუატაციაში.

ომის დასრულების შემდეგ ბევრი თვითმფრინავის დიზაინერი და მფრინავი ცდილობდა ხმის სიჩქარის მიღწევას და ხმის ბარიერის გარღვევას, მაგრამ ბევრი ეს მცდელობა ტრაგიკულად დასრულდა. პესიმისტი მეცნიერები ამტკიცებდნენ, რომ ამ ლიმიტის გადალახვა არ შეიძლებოდა. არავითარ შემთხვევაში არ იყო ექსპერიმენტული, მაგრამ მეცნიერული, შესაძლებელი გახდა აეხსნა „ხმის ბარიერის“ ცნების ბუნება და მისი დაძლევის გზების პოვნა.

უსაფრთხო ფრენები ტრანსონური და ზებგერითი სიჩქარით შესაძლებელია ტალღის კრიზისის თავიდან აცილებით, რომლის წარმოქმნა დამოკიდებულია თვითმფრინავის აეროდინამიკურ პარამეტრებზე და ფრენის სიმაღლეზე. სიჩქარის ერთი დონიდან მეორეზე გადასვლა უნდა განხორციელდეს რაც შეიძლება სწრაფად, დამწვრობის შემდგომი გამოყენებით, რაც ხელს შეუწყობს ტალღის კრიზისის ზონაში ხანგრძლივი ფრენის თავიდან აცილებას. ტალღის კრიზისი, როგორც კონცეფცია, მოვიდა წყლის ტრანსპორტიდან. ის წარმოიშვა, როდესაც გემები მოძრაობდნენ წყლის ზედაპირზე ტალღების სიჩქარესთან ახლოს. ტალღის კრიზისში მოხვედრა იწვევს სიჩქარის გაზრდას და თუ ტალღის კრიზისს რაც შეიძლება მარტივად გადალახავთ, მაშინ შეგიძლიათ შეხვიდეთ წყლის ზედაპირის გასწვრივ დაგეგმვის ან სრიალის რეჟიმში.

თვითმფრინავების კონტროლის ისტორია

პირველი ადამიანი, რომელმაც მიაღწია ზებგერითი ფრენის სიჩქარეს ექსპერიმენტულ თვითმფრინავში, იყო ამერიკელი პილოტი ჩაკ იეგერი. მისი მიღწევა ისტორიაში დაფიქსირდა 1947 წლის 14 ოქტომბერს. სსრკ-ს ტერიტორიაზე ხმის ბარიერი 1948 წლის 26 დეკემბერს დაარღვიეს სოკოლოვსკიმ და ფედოროვმა, რომლებიც დაფრინავდნენ გამოცდილი მებრძოლით.

სამოქალაქო პირებს შორის სამგზავრო ავიახაზმა Douglas DC-8-მა გაარღვია ხმის ბარიერი, რომელმაც 1961 წლის 21 აგვისტოს მიაღწია 1.012 მახ სიჩქარეს, ანუ 1262 კმ/სთ. ფრენის მიზანი იყო ფრთის დიზაინის მონაცემების შეგროვება. თვითმფრინავებს შორის მსოფლიო რეკორდი დაფიქსირდა ჰიპერბგერითი ჰაერი-მიწა აერობალისტური რაკეტით, რომელიც ემსახურება რუსეთის არმიას. 31,2 კილომეტრის სიმაღლეზე რაკეტამ 6389 კმ/სთ სიჩქარეს მიაღწია.

ჰაერში ხმის ბარიერის გარღვევიდან 50 წლის შემდეგ ინგლისელმა ენდი გრინმა მსგავს მიღწევას მანქანაში მიაღწია. ამერიკელმა ჯო კიტინგერმა თავისუფალ ვარდნაში რეკორდის მოხსნა სცადა და 31,5 კილომეტრს მიაღწია. დღეს, 2012 წლის 14 ოქტომბერს, ფელიქს ბაუმგარტნერმა დაამყარა მსოფლიო რეკორდი, ტრანსპორტის დახმარების გარეშე, თავისუფალ ვარდნაში 39 კილომეტრის სიმაღლიდან, დაარღვია ხმის ბარიერი. მისი სიჩქარე საათში 1342,8 კილომეტრს აღწევდა.

ხმის ბარიერის ყველაზე უჩვეულო რღვევა

უცნაურია ფიქრი, მაგრამ მსოფლიოში პირველი გამოგონება, რომელმაც გადალახა ეს ზღვარი, იყო ჩვეულებრივი მათრახი, რომელიც გამოიგონეს ძველმა ჩინელებმა თითქმის 7 ათასი წლის წინ. თითქმის მყისიერი ფოტოგრაფიის გამოგონებამდე 1927 წელს, არავის ეჭვი არ ეპარებოდა, რომ მათრახის ბზარი მინიატურული ხმის ბუმი იყო. მკვეთრი რხევა ქმნის მარყუჟს და სიჩქარე მკვეთრად იზრდება, რაც დასტურდება დაჭერით. ხმის ბარიერი იშლება დაახლოებით 1200 კმ/სთ სიჩქარით.

ყველაზე ხმაურიანი ქალაქის საიდუმლო

გასაკვირი არ არის, რომ პატარა ქალაქების მაცხოვრებლები შოკში არიან, როდესაც დედაქალაქს პირველად ხედავენ. უამრავი ტრანსპორტი, ასობით რესტორანი და გასართობი ცენტრებიდაგაბნევთ და აგიხსნით თქვენი ჩვეული გაფუჭებიდან. გაზაფხულის დასაწყისი დედაქალაქში ჩვეულებრივ თარიღდება აპრილით, ვიდრე მეამბოხე, ქარიშხლიანი მარტით. აპრილში მოწმენდილი ცაა, ნაკადულები მოედინება და კვირტები ყვავის. გრძელი ზამთრისგან დაღლილი ხალხი ფართოდ ხსნის ფანჯრებს მზისკენ და მათ სახლებში ქუჩების ხმაური შემოდის. ქუჩაში ჩიტები ყრუდ ჭიკჭიკებენ, მხატვრები მღერიან, მხიარული სტუდენტები კითხულობენ პოეზიას, რომ აღარაფერი ვთქვათ საცობებში და მეტროში ხმაურზე. ჰიგიენის დეპარტამენტის თანამშრომლები აღნიშნავენ, რომ ხმაურიან ქალაქში დიდხანს ყოფნა ჯანმრთელობისთვის საზიანოა. დედაქალაქის ხმის ფონი ტრანსპორტისგან შედგება,
საავიაციო, სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო ხმაური. ყველაზე მავნე მანქანის ხმაურია, რადგან თვითმფრინავები საკმაოდ მაღლა დაფრინავენ და საწარმოების ხმაური იშლება მათ შენობებში. განსაკუთრებით გადატვირთულ მაგისტრალებზე მანქანების მუდმივი ღრიალი ორჯერ აჭარბებს ყველა დასაშვებ სტანდარტს. როგორ გადალახავს დედაქალაქი ხმის ბარიერს? მოსკოვი საშიშია ხმების სიმრავლით, ამიტომ დედაქალაქის მაცხოვრებლები ხმაურის ჩასახშობად ორმაგი მინის ფანჯრებს აყენებენ.

როგორ ხდება ხმის ბარიერი შტურმი?

1947 წლამდე არ არსებობდა რეალური მონაცემები იმ თვითმფრინავის კაბინაში მყოფი ადამიანის კეთილდღეობის შესახებ, რომელიც ხმაზე სწრაფად დაფრინავს. როგორც ირკვევა, ხმის ბარიერის გარღვევა გარკვეულ ძალასა და გამბედაობას მოითხოვს. ფრენის დროს ირკვევა, რომ გადარჩენის გარანტია არ არსებობს. პროფესიონალ პილოტსაც კი არ შეუძლია დანამდვილებით თქვას, გაუძლებს თუ არა თვითმფრინავის დიზაინი ელემენტების შეტევას. რამდენიმე წუთში თვითმფრინავი უბრალოდ დაიშლება. რა ხსნის ამას? უნდა აღინიშნოს, რომ ქვებგერითი სიჩქარით მოძრაობა ქმნის აკუსტიკურ ტალღებს, რომლებიც წრეებივით იშლება ჩამოვარდნილი ქვისგან. ზებგერითი სიჩქარე აღაგზნებს დარტყმის ტალღებს და მიწაზე მდგარ ადამიანს ესმის აფეთქების მსგავსი ხმა. ძლიერი კომპიუტერების გარეშე რთული პრობლემების გადაჭრა რთული იყო და ქარის გვირაბებში აფეთქების მოდელებს უნდა დაეყრდნო. ზოგჯერ, როდესაც თვითმფრინავის აჩქარება არასაკმარისია, დარტყმის ტალღა აღწევს ისეთ ძალას, რომ ფანჯრები ფრინავს იმ სახლებიდან, რომლებზეც თვითმფრინავი დაფრინავს. ყველას არ შეეძლება ხმის ბარიერის გადალახვა, რადგან ამ მომენტში მთელი სტრუქტურა ირხევა და მოწყობილობის სამონტაჟოებმა შეიძლება მნიშვნელოვანი ზიანი მიაყენონ. სწორედ ამიტომ არის კარგი ჯანმრთელობა და ემოციური სტაბილურობა პილოტებისთვის. თუ ფრენა გლუვია და ხმის ბარიერი რაც შეიძლება სწრაფად გადალახულია, მაშინ არც პილოტი და არც რომელიმე შესაძლო მგზავრი არ იგრძნობს განსაკუთრებულ უსიამოვნო შეგრძნებებს. კვლევითი თვითმფრინავი აშენდა სპეციალურად ხმის ბარიერის გასარღვევად 1946 წლის იანვარში. აპარატის შექმნა თავდაცვის სამინისტროს ბრძანებით დაიწყო, მაგრამ იარაღის ნაცვლად იგი ივსებოდა სამეცნიერო აღჭურვილობით, რომელიც აკონტროლებდა მექანიზმებისა და ინსტრუმენტების მუშაობის რეჟიმს. ეს თვითმფრინავი თანამედროვე საკრუიზო რაკეტას ჰგავდა ჩაშენებული სარაკეტო ძრავით. თვითმფრინავმა ხმის ბარიერი გაარღვია, როდესაც მაქსიმალური სიჩქარე 2736 კმ/სთ.

სიტყვიერი და მატერიალური ძეგლები ბგერის სიჩქარის დასაპყრობად

ხმის ბარიერის დარღვევის მიღწევები დღესაც ძალიან დაფასებულია. ასე რომ, თვითმფრინავი, რომელშიც ჩაკ იეგერმა პირველად დაძლია, ახლა გამოფენილია ეროვნულ საჰაერო და კოსმოსურ მუზეუმში, რომელიც მდებარეობს ვაშინგტონში. მაგრამ ტექნიკური მახასიათებლებიადამიანის ეს გამოგონება თავად პილოტის დამსახურების გარეშე ცოტათი ღირდა. ჩაკ იეგერმა გაიარა ფრენის სკოლა და იბრძოდა ევროპაში, რის შემდეგაც ინგლისში დაბრუნდა. ფრენისგან უსამართლო გამორიცხვამ არ დაარღვია იაგერის სული და მან მიაღწია მიღებას ევროპული ჯარების მთავარსარდალთან. ომის დასრულებამდე დარჩენილი წლების განმავლობაში იეგერმა მონაწილეობა მიიღო 64 საბრძოლო მისიაში, რომლის დროსაც ჩამოაგდო 13 თვითმფრინავი. ჩაკ იაგერი სამშობლოში კაპიტნის წოდებით დაბრუნდა. მისი მახასიათებლები მიუთითებს ფენომენალურ ინტუიციაზე, წარმოუდგენელ სიმშვიდესა და გამძლეობაზე კრიტიკულ სიტუაციებში. იეგერმა არაერთხელ დაამყარა რეკორდები თავის თვითმფრინავში. მისი შემდგომი კარიერა იყო საჰაერო ძალების ქვედანაყოფებში, სადაც ამზადებდა პილოტებს. ბოლოს ჩაკ იეგერმა ხმის ბარიერი 74 წლის ასაკში დაარღვია, რაც მისი ფრენის ისტორიის ორმოცდამეათე წლისთავზე და 1997 წელს იყო.

თვითმფრინავის შემქმნელების რთული ამოცანები

მსოფლიოში ცნობილი MiG-15 თვითმფრინავის შექმნა დაიწყო იმ მომენტში, როდესაც დეველოპერებმა გააცნობიერეს, რომ შეუძლებელი იყო დაეყრდნოთ მხოლოდ ხმის ბარიერის გარღვევას, მაგრამ რთული ტექნიკური პრობლემების მოგვარება იყო საჭირო. შედეგად, მანქანა შეიქმნა იმდენად წარმატებული, რომ მისი მოდიფიკაციები შევიდა მომსახურებაში სხვა და სხვა ქვეყნები. რამდენიმე განსხვავებული დიზაინის ბიუროებიშეუერთდა ერთგვარ კონკურსი, რომლის პრიზი იყო ყველაზე წარმატებული და ფუნქციონალური თვითმფრინავის პატენტი. შემუშავდა თვითმფრინავები ფრთებით, რაც რევოლუცია იყო მათ დიზაინში. იდეალური მოწყობილობა უნდა ყოფილიყო ძლიერი, სწრაფი და წარმოუდგენლად მდგრადი ნებისმიერი გარეგანი დაზიანების მიმართ. თვითმფრინავების ფრთები გახდა ელემენტი, რომელიც დაეხმარა მათ ხმის სიჩქარის გასამმაგებლად. შემდეგ ის აგრძელებდა ზრდას, რაც აიხსნებოდა ძრავის სიმძლავრის ზრდით, ინოვაციური მასალების გამოყენებით და აეროდინამიკური პარამეტრების ოპტიმიზაციით. ხმის ბარიერის გადალახვა შესაძლებელი და რეალური გახდა არაპროფესიონალისთვისაც კი, მაგრამ ეს არ ხდის მას ნაკლებად სახიფათო, ამიტომ ექსტრემალური სპორტის ნებისმიერმა მოყვარულმა გონივრულად უნდა შეაფასოს თავისი ძლიერი მხარეები, სანამ გადაწყვეტს ასეთი ექსპერიმენტის ჩატარებას.

ამჟამად, „ხმის ბარიერის გარღვევის“ პრობლემა, როგორც ჩანს, არსებითად პრობლემაა მაღალი სიმძლავრის მამოძრავებელი ძრავებისთვის. თუ არსებობს საკმარისი ბიძგი, რათა გადალახოს წევის ზრდა, რომელიც წარმოიქმნება ხმის ბარიერამდე და დაუყოვნებლივ, ისე, რომ თვითმფრინავმა შეძლოს სწრაფად გაიაროს კრიტიკული სიჩქარის დიაპაზონი, მაშინ განსაკუთრებული სირთულე არ უნდა იყოს მოსალოდნელი. თვითმფრინავისთვის შეიძლება უფრო ადვილი იყოს ფრენა ზებგერითი სიჩქარის დიაპაზონში, ვიდრე ქვებგერითი და ზებგერითი სიჩქარის გარდამავალ დიაპაზონში.

ამგვარად, სიტუაცია გარკვეულწილად მსგავსია ამ საუკუნის დასაწყისში, როდესაც ძმებმა რაიტებმა შეძლეს დაემტკიცებინათ ძრავით ფრენის შესაძლებლობა, რადგან მათ ჰქონდათ მსუბუქი ძრავა საკმარისი ბიძგით. სათანადო ძრავები რომ გვქონდეს, ზებგერითი ფრენა საკმაოდ გავრცელებული გახდებოდა. ბოლო დრომდე, ხმის ბარიერის გარღვევა ჰორიზონტალური ფრენისას მხოლოდ საკმაოდ არაეკონომიური მამოძრავებელი სისტემების გამოყენებით იყო შესაძლებელი, როგორიცაა სარაკეტო და რემჯეტი ძრავები საწვავის ძალიან მაღალი მოხმარებით. ექსპერიმენტული თვითმფრინავები, როგორიცაა X-1 და Sky-rocket აღჭურვილია სარაკეტო ძრავებით, რომლებიც საიმედოა მხოლოდ რამდენიმე წუთის ფრენისთვის, ან ტურბო. რეაქტიული ძრავებიდამწვრობის შემდეგ, მაგრამ ამ სტატიის დაწერის დროს შეიქმნა რამდენიმე თვითმფრინავი, რომელსაც შეუძლია ზებგერითი სიჩქარით ფრენა ნახევარი საათის განმავლობაში. თუ გაზეთში წაიკითხავთ, რომ თვითმფრინავმა „ხმის ბარიერი გადალახა“, ეს ხშირად ნიშნავს, რომ მან ეს გააკეთა ჩაყვინთვის გზით. ამ შემთხვევაში, გრავიტაციამ შეავსო არასაკმარისი წევის ძალა.

ამ ფიგურებთან არის დაკავშირებული უცნაური ფენომენი აერობატიკარომელიც მინდა აღვნიშნო. დავუშვათ, რომ თვითმფრინავი

უახლოვდება დამკვირვებელს ქვებგერითი სიჩქარით, ჩაყვინთავს, აღწევს ზებგერით სიჩქარეს, შემდეგ გამოდის ჩაყვინთვის და ისევ აგრძელებს ქვებგერითი სიჩქარით ფრენას. ამ შემთხვევაში, ადგილზე დამკვირვებელს ხშირად ესმის ორი ხმამაღალი ბუმის ხმა, რომლებიც საკმაოდ სწრაფად მიჰყვებიან ერთმანეთს: "ბუმ, ბუმ!" ზოგიერთმა მეცნიერმა შესთავაზა ახსნა ორმაგი გუგუნის წარმოშობის შესახებ. აკერეტი ციურიხში და მორის როი პარიზში ორივე ვარაუდობდნენ, რომ გუგუნი გამოწვეული იყო ხმის იმპულსების დაგროვებით, როგორიცაა ძრავის ხმაური, რომელიც გამოდიოდა თვითმფრინავის ხმის სიჩქარის გავლისას. თუ თვითმფრინავი მიიწევს დამკვირვებლისკენ, მაშინ თვითმფრინავის მიერ წარმოქმნილი ხმაური დამკვირვებელს მიაღწევს უფრო მოკლე დროში იმ ინტერვალთან შედარებით, რომელშიც ის გამოიცა. ამრიგად, ყოველთვის არის ხმის იმპულსების გარკვეული დაგროვება, იმ პირობით, რომ ხმის წყარო მოძრაობს დამკვირვებლისკენ. თუმცა, თუ ხმის წყარო მოძრაობს ბგერის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით, მაშინ დაგროვება უსასრულოდ ძლიერდება. ეს აშკარა ხდება, თუ გავითვალისწინებთ, რომ წყაროს მიერ გამოსხივებული მთელი ხმა, რომელიც მოძრაობს ზუსტად ბგერის სიჩქარით პირდაპირ დამკვირვებლისკენ, მიაღწევს ამ უკანასკნელს დროის ერთ მოკლე მომენტში, კერძოდ, როდესაც ხმის წყარო უახლოვდება დამკვირვებლის ადგილს. მიზეზი ის არის, რომ ხმა და ხმის წყარო ერთი და იგივე სიჩქარით მოძრაობენ. თუ ხმა დროის ამ მონაკვეთში ზებგერითი სიჩქარით მოძრაობდა, მაშინ აღქმული და გამოსხივებული ბგერის იმპულსების თანმიმდევრობა შეიცვლება; დამკვირვებელი განასხვავებს მოგვიანებით გამოშვებულ სიგნალებს, სანამ ის აღიქვამს ადრე გამოშვებულ სიგნალებს.

ორმაგი გუგუნის პროცესი, ამ თეორიის შესაბამისად, შეიძლება ილუსტრირებული იყოს ნახ. 58. დავუშვათ, რომ თვითმფრინავი მოძრაობს პირდაპირ დამკვირვებლისკენ, მაგრამ ცვალებადი სიჩქარით. AB მრუდი აჩვენებს თვითმფრინავის მოძრაობას დროის მიხედვით. მრუდის ტანგენტის კუთხე მიუთითებს თვითმფრინავის მყისიერ სიჩქარეზე. დიაგრამაზე ნაჩვენები პარალელური ხაზები მიუთითებს ბგერის გავრცელებაზე; ამ სწორ ხაზებში დახრის კუთხე შეესაბამება ხმის სიჩქარეს. ჯერ სეგმენტზე თვითმფრინავის სიჩქარე არის ქვებგერითი, შემდეგ სეგმენტზე ზებგერითი და ბოლოს სეგმენტზე ისევ ქვებგერითი. თუ დამკვირვებელი იმყოფება საწყის მანძილზე D, მაშინ ჰორიზონტალურ ხაზზე ნაჩვენები წერტილები შეესაბამება აღქმის თანმიმდევრობას.

ბრინჯი. 58. ცვლადი სიჩქარით მფრინავი თვითმფრინავის მანძილი-დროის დიაგრამა. პარალელური ხაზები დახრილობის კუთხით აჩვენებს ბგერის გავრცელებას.

ხმის იმპულსები. ჩვენ ვხედავთ, რომ საჰაერო ხომალდის მიერ ხმის ბარიერის (წერტილი) მეორე გავლისას წარმოქმნილი ხმა დამკვირვებელს უფრო ადრე აღწევს, ვიდრე პირველი გავლისას (წერტილი) წარმოქმნილი ხმა. ამ ორი მომენტის განმავლობაში დამკვირვებელი დროის უსასრულოდ მცირე ინტერვალის მეშვეობით აღიქვამს დროის შეზღუდულ პერიოდში გამოსხივებულ იმპულსებს. შესაბამისად, აფეთქების მსგავსი ბუმი ესმის. ორ ხმაურს შორის, ის ერთდროულად აღიქვამს სამ იმპულსს, რომლებიც ასხივებენ თვითმფრინავს სხვადასხვა დროს.

ნახ. ნახაზი 59 სქემატურად აჩვენებს ხმაურის ინტენსივობას, რომელიც შეიძლება მოსალოდნელი იყოს ამ გამარტივებულ შემთხვევაში. უნდა აღინიშნოს, რომ ხმის იმპულსების დაგროვება ხმის წყაროს მოახლოების შემთხვევაში იგივე პროცესია, რომელიც ცნობილია როგორც დოპლერის ეფექტი; თუმცა, ამ უკანასკნელი ეფექტის მახასიათებელი ჩვეულებრივ შემოიფარგლება დაგროვების პროცესთან დაკავშირებული სიმაღლის ცვლილებით. აღქმული ხმაურის ინტენსივობის გამოთვლა რთულია, რადგან ეს დამოკიდებულია ხმის წარმოების მექანიზმზე, რომელიც არც თუ ისე კარგად არის ცნობილი. გარდა ამისა, პროცესს ართულებს ტრაექტორიის ფორმა, შესაძლო ექო, ასევე დარტყმითი ტალღები, რომლებიც შეინიშნება თვითმფრინავის სხვადასხვა ნაწილში ფრენის დროს და რომლის ენერგია გარდაიქმნება ხმის ტალღებში მას შემდეგ, რაც თვითმფრინავი შეამცირებს სიჩქარეს. Ზოგიერთ

ბრინჯი. 59. დამკვირვებლის მიერ აღქმული ხმაურის ინტენსივობის სქემატური წარმოდგენა.

ამ თემაზე ბოლოდროინდელმა სტატიებმა ამ დარტყმის ტალღებს მიაწერეს ორმაგი ბზუილი, ზოგჯერ სამმაგი, რომელიც შეინიშნება მაღალსიჩქარიანი ჩაყვინთვის დროს.

"ხმის ბარიერის გარღვევის" ან "ხმის კედლის" პრობლემა, როგორც ჩანს, იპყრობს საზოგადოების ფანტაზიას (ინგლისური ფილმი სახელწოდებით "ხმის ბარიერის გარღვევა" გარკვეულ წარმოდგენას იძლევა 1 მახის ფრენასთან დაკავშირებული გამოწვევების შესახებ); პილოტები და ინჟინრები ამ პრობლემას განიხილავენ როგორც სერიოზულად, ასევე ხუმრობით. ტრანსონური ფრენის შემდეგი "სამეცნიერო მოხსენება" აჩვენებს ტექნიკური ცოდნისა და პოეტური ლიცენზიის მშვენიერ კომბინაციას:

ჩვენ შეუფერხებლად ვცურავდით ჰაერში საათში 540 მილი სიჩქარით. მე ყოველთვის მომწონდა პატარა XP-AZ5601-NG მისი მარტივი კონტროლისთვის და ის ფაქტი, რომ Prandtl-Reynolds ინდიკატორი პანელის ზედა მარჯვენა კუთხეშია ჩასმული. ინსტრუმენტები შევამოწმე. წყალი, საწვავი, რევოლუციები წუთში, კარნოს ეფექტურობა, მიწის სიჩქარე, ენთალპია. Ყველაფერი კარგადაა. კურსი 270°. წვის ეფექტურობა ნორმალურია - 23 პროცენტი. ძველი ტურბორეაქტიული ძრავა, როგორც ყოველთვის მშვიდად ღრიალებდა და ტონის კბილები ძლივს აწკაპუნებდა მისი 17 კარიდან, გადაგდებული შენექტადისზე. ძრავიდან მხოლოდ ზეთის წვრილი წვეთი გაჟონა. Ეს არის ცხოვრება!

ვიცოდი, რომ თვითმფრინავის ძრავა კარგი იყო იმაზე მეტი სიჩქარისთვის, ვიდრე ოდესმე გვქონია. ამინდი ისეთი მოწმენდილი იყო, ცა ისეთი ცისფერი, ჰაერი ისეთი მშვიდი, რომ წინააღმდეგობის გაწევა ვერ შევძელი და სიჩქარეს მოვუმატე. ბერკეტი ნელა გადავწიე ერთი პოზიციით წინ. რეგულატორი ოდნავ გადავიდა და დაახლოებით ხუთი წუთის შემდეგ ყველაფერი მშვიდად იყო. 590 mph. ბერკეტს ისევ დავაჭირე. მხოლოდ ორი საქშენი არის ჩაკეტილი. ვიწრო ხვრელის საწმენდს დავაჭირე. ისევ გახსენი. 640 mph. მშვიდი. გამონაბოლქვი მილი თითქმის მთლიანად მოხრილი იყო, რამდენიმე კვადრატული დუიმი ჯერ კიდევ ერთ მხარეს იყო გამოკვეთილი. ხელები ბერკეტისთვის მტკიოდა, ამიტომ ისევ დავაჭირე. თვითმფრინავი აჩქარდა 690 მილ საათში, გაიარა კრიტიკულ სეგმენტში ერთი ფანჯრის გატეხვის გარეშე. სალონი თბებოდა, ამიტომ მორევის გამაგრილებელს კიდევ ცოტა ჰაერი დავამატე. 0,9 მახი! არასდროს მიფრენია ასე სწრაფად. ილუმინატორის გარეთ ოდნავ რხევას ვხედავდი, ამიტომ ფრთის ფორმა შევასწორე და ის წავიდა.

ტონი ახლა ძილში იყო და მე მისი მილიდან კვამლი გამოვუშვი. წინააღმდეგობა ვერ გავუწიე და კიდევ ერთი საფეხური ავუწიე სიჩქარეს. ზუსტად ათ წუთში 0,95 მახს მივაღწიეთ. უკანა მხარეს, წვის კამერებში, საერთო წნევა ჯოჯოხეთის მსგავსად დაეცა. ეს იყო ცხოვრება! ჯიბის ინდიკატორზე წითელი იყო, მაგრამ არ მაინტერესებდა. ტონის სანთელი ისევ ანთებული იყო. ვიცოდი, რომ გამა ნულზე იყო, მაგრამ არ მაინტერესებდა.

მღელვარებისგან თავბრუ დამეხვა. ცოტა მეტი! ბერკეტზე ხელი დავავლე, მაგრამ სწორედ ამ დროს ტონი მიიწია და მუხლზე ხელი დამიჭირა. ბერკეტი გადახტა ათ დონეზე! ჯანდაბა! პატარა თვითმფრინავი მთელ სიგრძეზე აკანკალდა და სიჩქარის უზარმაზარმა დაკარგვამ მე და ტონი პანელზე გადააგდო. ისეთი შეგრძნება გვქონდა, თითქოს მყარ აგურის კედელს შევეჯახეთ! ვხედავდი, რომ თვითმფრინავის ცხვირი ჩამტვრეული იყო. სპიდომეტრს დავხედე და გავიყინე! 1.00! ღმერთო, ერთ წამში ვიფიქრე, მაქსიმუმზე ვართ! თუ მე არ ვაიძულებ მას შეანელოს მანამ, სანამ ის არ გადაიჩეხება, ჩვენ აღმოვჩნდებით შემცირებულ წევაში! Გვიანია! 1.01 მახი! 1.02! 1.03! 1.04! 1.06! 1.09! 1.13! 1.18! სასოწარკვეთილი ვიყავი, მაგრამ ტონიმ იცოდა, რა უნდა გაეკეთებინა. თვალის დახამხამებაში უკან დაიხია

გადაადგილება! ცხელი ჰაერი შევარდა გამონაბოლქვი მილში, იგი შეკუმშული იყო ტურბინაში, კვლავ შეიჭრა კამერებში და გააფართოვა კომპრესორი. საწვავმა ტანკებში დაიწყო დენა. ენტროპიის მრიცხველი ნულზე გადავიდა. 1.20 მახი! 1.19! 1.18! 1.17! ჩვენ გადარჩენილი ვართ. ის უკან დაბრუნდა, უკან დაიხია, ხოლო მე და ტონი ვლოცულობდით, რომ ნაკადის გამყოფი არ დაეჭირა. 1.10! 1.08! 1.05!

ჯანდაბა! ჩვენ კედლის მეორე მხარეს ვეჯახებით! ჩვენ ხაფანგში ვართ! არ არის საკმარისი უარყოფითი ბიძგი უკან დასაბრუნებლად!

როცა კედლის შიშით ვეხებოდით, პატარა თვითმფრინავის კუდი დაიშალა და ტონიმ დაიყვირა: „აანთეთ რაკეტების გამაძლიერებლები!“ მაგრამ ისინი არასწორი მიმართულებით შეტრიალდნენ!

ტონი მიიწია და წინ წაიწია, თითებიდან მახის ხაზები მოედინებოდა. მე მათ ცეცხლი წაუკიდა! დარტყმა განსაცვიფრებელი იყო. გონება დავკარგეთ.

როცა გონს მოვედი, ჩვენი პატარა თვითმფრინავი, სულ გაფუჭებული, მხოლოდ ნულ მახზე გადიოდა! ტონი გამოვიყვანე და ძლიერად დავეცი მიწაზე. თვითმფრინავი აღმოსავლეთისკენ ანელებდა. რამდენიმე წამის შემდეგ კრახის ხმა გავიგეთ, თითქოს სხვა კედელს შეეჯახა.

არც ერთი ხრახნი არ აღმოჩნდა. ტონიმ ბადეების ქსოვა დაიწყო და მე MIT-ში წავედი.

ხმის ბარიერი არის ფენომენი, რომელიც ხდება თვითმფრინავის ან რაკეტის ფრენის დროს ატმოსფეროში ქვებგერითიდან ზებგერითი ფრენის სიჩქარეზე გადასვლის მომენტში. როდესაც თვითმფრინავის სიჩქარე უახლოვდება ხმის სიჩქარეს (1200 კმ/სთ), მის წინ ჰაერში ჩნდება წვრილი რეგიონი, რომელშიც ხდება ჰაერის წნევისა და სიმკვრივის მკვეთრი მატება. მფრინავი თვითმფრინავის წინ ჰაერის ამ შეკუმშვას შოკის ტალღა ეწოდება. ადგილზე დარტყმის ტალღის გავლა აღიქმება როგორც აფეთქება, გასროლის ხმის მსგავსი. ბგერის სიჩქარეს გადააჭარბა, თვითმფრინავი გადის ჰაერის გაზრდილი სიმკვრივის ამ ზონაში, თითქოს ხვრეტს - არღვევს ხმის ბარიერს. დიდი ხნის განმავლობაში ხმის ბარიერის გარღვევა სერიოზულ პრობლემად ჩანდა ავიაციის განვითარებაში. მის გადასაჭრელად საჭირო იყო თვითმფრინავის ფრთის პროფილისა და ფორმის შეცვლა (ის გახდა თხელი და უკანა მხარეს), ფიუზელაჟის წინა ნაწილი უფრო წვეტიანი და თვითმფრინავის რეაქტიული ძრავებით აღჭურვა. ხმის სიჩქარე პირველად 1947 წელს გადააჭარბა ჩარლზ იეგერმა Bell X-1 თვითმფრინავზე (აშშ) თხევადი სარაკეტო ძრავით, რომელიც გაშვებული იყო Boeing B-29 თვითმფრინავიდან. რუსეთში, პირველმა, ვინც 1948 წელს დაარღვია ხმის ბარიერი, იყო პილოტი O.V. სოკოლოვსკი ექსპერიმენტულ La-176 თვითმფრინავზე ტურბორეაქტიული ძრავით.

ვიდეო.

ხმის სიჩქარე.

მცირე წნევის დარღვევების გავრცელების სიჩქარე (საშუალოსთან შედარებით). სრულყოფილ გაზში (მაგალითად, ჰაერში ზომიერი ტემპერატურისა და წნევის დროს) S. z. არ არის დამოკიდებული გავრცელების მცირე დარღვევის ბუნებაზე და ერთნაირია როგორც სხვადასხვა სიხშირის მონოქრომატული რხევებისთვის () ასევე სუსტი დარტყმის ტალღებისთვის. სრულყოფილ აირში სივრცეში განხილულ წერტილში, S. z. a დამოკიდებულია მხოლოდ გაზის შემადგენლობაზე და მის აბსოლუტურ ტემპერატურაზე T:
a = (dp/d(())1/2 = ((()p/(())1/2 = (()RT/(())1/2,
სადაც dp/d(() - წნევის წარმოებული სიმკვრივის მიმართ იზენტროპული პროცესისთვის, (-) - ადიაბატური ექსპონენტი, R - უნივერსალური აირის მუდმივი, (-) - მოლეკულური წონა (ჰაერში 20,1T1/2 მ/წმ. 0 (°)C a = 332 მ/წმ-ზე.
ფიზიკოქიმიური გარდაქმნების მქონე აირში, მაგალითად, დისოციაციურ აირში, S. z. დამოკიდებული იქნება იმაზე, თუ როგორ - წონასწორული თუ არათანაბარი - ეს პროცესები ხდება არეულობის ტალღაში. თერმოდინამიკური წონასწორობის დროს S. z. დამოკიდებულია მხოლოდ გაზის შემადგენლობაზე, მის ტემპერატურასა და წნევაზე. როდესაც ფიზიკურ-ქიმიური პროცესები ხდება არათანაბარი გზით, ხდება ხმის დისპერსია, ანუ ხმის დისპერსია. დამოკიდებულია არა მხოლოდ საშუალო მდგომარეობაზე, არამედ რხევების სიხშირეზეც (). მაღალი სიხშირის რხევები ((tm), ()) - დასვენების დრო) ვრცელდება გაყინული მზის სისტემიდან. aj, დაბალი სიხშირე ((,) 0) - წონასწორობით S. z. აე და აჯ > აე. aj-სა და ai-ს შორის სხვაობა, როგორც წესი, მცირეა (ჰაერში T = 6000(°)C და p=105 Pa დაახლოებით 15%). სითხეებში S. z. მნიშვნელოვნად აღემატება გაზს (წყალში 1500 მ/წმ)