Дууны саадыг эвдэх нөлөө. Онгоц дууны саадыг эвдвэл юу болох вэ. Оросын зорчигч тээврийн дуунаас хурдан нисэх онгоц
Зургийн зохиогчийн эрх SPL
Усны уурын өтгөн конус доторх сөнөөгч онгоцны гайхалтай гэрэл зургууд нь ихэвчлэн дууны саадыг эвдэж буй онгоцыг төлөөлдөг гэж үздэг. Гэхдээ энэ бол алдаа юм. Энэ үзэгдлийн жинхэнэ шалтгааныг тоймч өгүүлдэг.
Энэхүү гайхалтай үзэгдлийг гэрэл зурагчин, дүрс бичлэгчид удаа дараа буулгаж авсан байдаг. Цэргийн тийрэлтэт онгоц газар дээгүүр өндөр хурдтайгаар, цагт хэдэн зуун км-ийн хурдтайгаар өнгөрдөг.
Сөнөөгч хурдасгах тусам түүний эргэн тойронд өтгөн конденсац үүсч эхэлдэг; онгоц авсаархан үүлэн дотор байгаа бололтой.
Ийм гэрэл зургуудын доорх уран сэтгэмжийн тайлбарт энэ нь нисэх онгоц дуунаас хурдан хурдлах үед дууны хурдацтай болж буйн харааны нотолгоо гэж ихэвчлэн мэдэгддэг.
Үнэндээ энэ нь үнэн биш юм. Бид Прандтл-Глауэрт эффект гэж нэрлэгддэг - нисэх онгоц дууны хурд руу ойртох үед тохиолддог физик үзэгдлийг ажиглаж байна. Энэ нь дууны саадыг эвдэхтэй ямар ч холбоогүй юм.
- BBC Future вэбсайт дээрх бусад нийтлэлүүдийг орос хэл дээр
Нисэх онгоцны үйлдвэрлэл хөгжихийн хэрээр аэродинамик хэлбэрүүд улам боловсронгуй болж, хурдацтай болсон нисэх онгоцтогтвортой өсөлттэй байсан - нисэх онгоцууд эргэн тойрныхоо агаараар илүү удаан, том хэмжээтэй өмнөх үеийнхний хийж чадаагүй зүйлийг хийж эхлэв.
Намхан нисдэг онгоц ойртоход эргэн тойронд бий болж, дууны саадыг эвдэх учир битүүлэг цохилтын долгион нь агаар ийм хурдтай үед хачирхалтай үйлдэл хийдэг болохыг харуулж байна.
Тэгвэл эдгээр нууцлаг конденсацийн үүл гэж юу вэ?
Зургийн зохиогчийн эрх GettyЗургийн тайлбар Прандтл-Глоерт эффект нь дулаан, чийглэг агаарт нисэх үед хамгийн тод илэрдэг.Royal Aeronautical Society-ийн аэродинамикийн бүлгийн дарга Род Ирвиний хэлснээр, уурын конус үүсэх нөхцөл нь онгоц дууны саадыг эвдэхээс өмнө шууд үүсдэг. Гэсэн хэдий ч энэ үзэгдлийг ихэвчлэн бага зэрэг хурдтайгаар гэрэл зураг авдаг бага хурддуу чимээ.
Агаарын гадаргуугийн давхарга нь өндөрт агаар мандлынхаас илүү нягт байдаг. Бага өндөрт нисэх үед үрэлт, чирэх нь нэмэгддэг.
Дашрамд дурдахад, нисгэгчид газар дээрх дууны саадыг эвдэхийг хориглодог. "Та далай дээгүүр дуунаас хурдан явж болно, гэхдээ хатуу гадаргуу дээгүүр биш" гэж Ирвин тайлбарлав. "Дашрамд дурдахад, энэ нөхцөл байдал нь дуунаас хурдан зорчигч тээврийн "Конкорд" хөлөг онгоцны хувьд асуудал байсан - энэ хоригийг ашиглалтад оруулсны дараа нэвтрүүлсэн бөгөөд Багийнхан зөвхөн усны гадаргуу дээр дуунаас хурдан хурдыг хөгжүүлэхийг зөвшөөрсөн."
Түүгээр ч зогсохгүй нисэх онгоц дуунаас хурдан хурдлах үед дууны цохилтыг нүдээр бүртгэх нь маш хэцүү байдаг. Үүнийг энгийн нүдээр харах боломжгүй - зөвхөн тусгай тоног төхөөрөмжийн тусламжтайгаар.
Салхины хонгилд дуунаас хэтэрсэн хурдаар үлээж буй загваруудын зургийг авахын тулд цочролын долгион үүссэнээс үүссэн гэрлийн тусгалын ялгааг илрүүлэх тусгай толь ашигладаг.
Зургийн зохиогчийн эрх GettyЗургийн тайлбар Агаарын даралт өөрчлөгдөхөд агаарын температур буурч, түүнд агуулагдах чийг нь конденсац болж хувирдаг.Schlieren арга (эсвэл Toepler арга) гэгдэх аргаар авсан гэрэл зургууд нь загварын эргэн тойронд үүссэн цочролын долгионыг (эсвэл тэдгээрийг мөн нэрлэдэг цочролын долгион) төсөөлөхөд ашигладаг.
Салхины хонгилд ашигласан агаарыг урьдчилан хатааж байгаа тул үлээх үед загваруудын эргэн тойронд конденсацийн конус үүсдэггүй.
Усны уурын боргоцой нь онгоцны хурд нэмэгдэх тусам түүний эргэн тойронд үүсдэг цочролын долгионтой холбоотой байдаг (үүнээс хэд хэдэн байдаг).
Онгоцны хурд дууны хурдад ойртох үед (далайн түвшинд ойролцоогоор 1234 км / цаг) эргэн тойронд урсах агаарт орон нутгийн даралт, температурын зөрүү үүсдэг.
Үүний үр дүнд агаар чийгийг хадгалах чадвараа алдаж, конденсац нь конус хэлбэрээр үүсдэг. энэ видеон дээр.
"Үзэгдэх уурын конус нь цохилтын долгионоос үүдэлтэй бөгөөд энэ нь агаарын хөлгийн эргэн тойрон дахь агаарын даралт, температурын зөрүүг үүсгэдэг" гэж Ирвин хэлэв.
Энэ үзэгдлийн хамгийн шилдэг гэрэл зургуудын ихэнх нь АНУ-ын Тэнгисийн цэргийн нисэх онгоцнуудаас авсан бөгөөд далайн гадаргын ойролцоох дулаан, чийглэг агаар нь Прандтл-Глауертын нөлөөг илүү тод харагдуулдаг тул гайхах зүйл алга.
Ийм үзүүлбэрийг ихэвчлэн F/A-18 Hornet сөнөөгч-бөмбөгдөгч онгоцууд гүйцэтгэдэг - энэ бол Америкийн агаарын тээврийн агаарын тээврийн үндсэн төрөл юм. тэнгисийн цэргийн нисэх.
Зургийн зохиогчийн эрх SPLЗургийн тайлбар Нисэх онгоц дуунаас хурдан хурдлах үед цохилтыг энгийн нүдээр илрүүлэхэд хэцүү байдаг.Үүнтэй ижил байлдааны машинуудыг АНУ-ын Тэнгисийн цэргийн хөх сахиусан тэнгэрүүдийн нисэх онгоцны багийн гишүүд ашигладаг бөгөөд тэд онгоцны эргэн тойронд конденсацийн үүл үүсэх маневруудыг чадварлаг гүйцэтгэдэг.
Энэ үзэгдлийн гайхалтай шинж чанараас шалтгаалан энэ нь ихэвчлэн тэнгисийн цэргийн нисэхийг сурталчлахад ашиглагддаг. Нисгэгчид Прандтл-Глоерт эффект үүсэх нөхцөл хамгийн оновчтой байдаг тэнгисийн дээгүүр зориудаар маневр хийдэг бөгөөд тэнгисийн цэргийн мэргэжлийн гэрэл зурагчид ойролцоо үүрэг гүйцэтгэдэг - эцэст нь тийрэлтэт онгоцны тодорхой зургийг авах боломжгүй юм. энгийн ухаалаг утастай бол 960 км/ц хурдтай.
Конденсацийн үүл нь агаарын хөлгийн эргэн тойронд хэсэгчлэн дууны хурдаар, хэсэгчлэн дууны хурдтай урсдаг трансоник нислэгийн горимд хамгийн гайхалтай харагддаг.
"Онгоц заавал дуунаас хурдан нисдэггүй, харин агаар далавчны дээд гадаргуу дээгүүр доод гадаргуугаас өндөр хурдтай урсдаг бөгөөд энэ нь орон нутгийн цочролын долгионд хүргэдэг" гэж Ирвин хэлэв.
Түүний хэлснээр Прандтл-Глауертын эффект бий болох нь тодорхой цаг уурын нөхцөл(тухайлбал, дулаан, чийглэг агаар) тээвэрлэгч дээр суурилсан сөнөөгчид бусад онгоцноос илүү олон удаа тулгардаг.
Таны хийх ёстой зүйл бол зөвхөн тусламж хүсэх явдал юм мэргэжлийн гэрэл зурагчин, мөн - voila! - Таны онгоц усны уурын гайхалтай үүлээр хүрээлэгдсэн байсан бөгөөд бидний ихэнх нь дуунаас хурдан хурдтай болсон шинж тэмдэг гэж андуурчээ.
- Та үүнийг вэбсайтаас уншиж болно
"Дууны саад" гэсэн хэллэгийг сонсоход бид юу төсөөлдөг вэ? Тодорхой хязгаар нь сонсгол, сайн сайхан байдалд ноцтой нөлөөлдөг. Ихэвчлэн дууны саад нь агаарын орон зайг эзлэхтэй холбоотой байдаг
Энэ саадыг даван туулах нь хуучин өвчин, өвдөлтийн хамшинж, харшлын урвалын хөгжлийг өдөөж болно. Эдгээр санаанууд зөв үү эсвэл тогтсон хэвшмэл ойлголтыг илэрхийлж байна уу? Тэдэнд бодит үндэслэл бий юу? Дууны саад гэж юу вэ? Энэ нь яаж, яагаад үүсдэг вэ? Энэ нийтлэлд бид энэ бүх болон зарим нэмэлт нюансууд, мөн энэ үзэл баримтлалтай холбоотой түүхэн баримтуудыг олж мэдэхийг хичээх болно.
Энэхүү нууцлаг шинжлэх ухаан бол аэродинамик юм
Аэродинамикийн шинжлэх ухаанд хөдөлгөөнийг дагалддаг үзэгдлийг тайлбарлах зорилготой
нисэх онгоцонд "дууны саад" гэсэн ойлголт байдаг. Энэ бол дууны хурдтай ойролцоо буюу түүнээс дээш хурдтайгаар хөдөлдөг дуунаас хурдан нисэх онгоц эсвэл пуужингийн хөдөлгөөний үед тохиолддог цуврал үзэгдлүүд юм.
Цочролын долгион гэж юу вэ?
Машины эргэн тойронд дуунаас хурдан урсгал урсах үед салхины хонгилд цочролын долгион гарч ирдэг. Түүний ул мөр нь нүцгэн нүдэнд ч харагдах болно. Газар дээр нь тэдгээрийг шар шугамаар илэрхийлдэг. Цочролын долгионы конусын гадна, шар шугамын өмнө та газар дээрх онгоцыг сонсох ч үгүй. Дуунаас давсан хурдтай үед бие нь дууны урсгалд өртдөг бөгөөд энэ нь цочролын долгион үүсгэдэг. Биеийн хэлбэрээс хамааран нэгээс олон байж болно.
Цочролын долгионы хувиргалт
Заримдаа цочролын долгион гэж нэрлэгддэг цочролын долгионы фронт нь нэлээд бага зузаантай боловч урсгалын шинж чанарын огцом өөрчлөлт, биетэй харьцуулахад хурд нь буурч, урсгалын өсөлтийг хянах боломжтой болгодог. урсгал дахь хийн даралт ба температур. Энэ тохиолдолд кинетик энерги нь хийн дотоод энерги болж хэсэгчлэн хувирдаг. Эдгээр өөрчлөлтүүдийн тоо нь дуунаас хурдан урсгалын хурдаас шууд хамаардаг. Цочролын долгион нь төхөөрөмжөөс холдох тусам даралтын уналт буурч, цохилтын долгион нь дууны долгион болж хувирдаг. Энэ нь тэсрэлттэй төстэй дуу чимээг сонсох гадны ажиглагчид хүрч чадна. Энэ нь онгоц дууны саадыг орхих үед төхөөрөмж дууны хурдад хүрсэн болохыг харуулж байна гэсэн үзэл бодол байдаг.
Үнэхээр юу болоод байна аа?
Практикт дууны саадыг эвдэх мөч гэж нэрлэгддэг мөч нь онгоцны хөдөлгүүрийн шуугиан ихсэх үед цочролын долгион дамжин өнгөрч байгааг харуулж байна. Одоо төхөөрөмж нь дагалдах дуу чимээнээс түрүүлж байгаа тул түүний араас хөдөлгүүрийн чимээ гарах болно. Дууны хурдад ойртох нь Дэлхийн 2-р дайны үед боломжтой болсон боловч нисгэгчид онгоцны үйл ажиллагаанд түгшүүртэй дохиог тэмдэглэжээ.
Дайны төгсгөлийн дараа олон нисэх онгоцны зохион бүтээгчид, нисгэгчид дууны хурдад хүрч, дууны саадыг эвдэхийг эрэлхийлсэн боловч эдгээр оролдлогуудын ихэнх нь эмгэнэлтэйгээр төгсөв. Гутранги үзэлтэй эрдэмтэд энэ хязгаарыг давж болохгүй гэж маргажээ. Туршилтын хувьд биш, харин шинжлэх ухааны үүднээс "дууны саад" гэсэн ойлголтын мөн чанарыг тайлбарлаж, түүнийг даван туулах арга замыг хайж олох боломжтой байв.
Агаарын хөлгийн аэродинамик үзүүлэлтүүд болон нислэгийн өндрөөс шалтгаална долгионы хямралаас зайлсхийх замаар трансоник болон хэт авианы хурдаар аюулгүй нислэг хийх боломжтой. Хурдны нэг түвшнээс нөгөөд шилжих ажлыг дараа шатагч ашиглан аль болох хурдан хийх ёстой бөгөөд энэ нь долгионы хямралын бүсэд урт нислэг хийхээс зайлсхийхэд тусална. Усан тээврээс давалгааны хямрал үүссэн. Усан онгоцууд усны гадаргуу дээрх долгионы хурдтай ойролцоо хурдтай хөдөлж байх үед үүссэн. Долгионы хямралд орох нь хурдыг нэмэгдүүлэхэд хүндрэл учруулдаг бөгөөд хэрэв та долгионы хямралыг аль болох хялбар даван туулж чадвал усны гадаргуугийн дагуу төлөвлөх эсвэл гулсах горимд орж болно.
Нисэх онгоцны удирдлагын түүх
Туршилтын онгоцоор дуунаас хурдан нислэгийн хурдад хүрсэн анхны хүн бол Америкийн нисгэгч Чак Йегер юм. Түүний амжилтыг 1947 оны 10-р сарын 14-нд түүхэнд тэмдэглэжээ. ЗХУ-ын нутаг дэвсгэр дээр 1948 оны 12-р сарын 26-нд туршлагатай сөнөөгч онгоцоор нисч байсан Соколовский, Федоров нар дууны хаалтыг эвдсэн.
1961 оны 8-р сарын 21-нд 1.012 Мах буюу 1262 км/цагийн хурдтай байсан энгийн иргэдийн дунд Дуглас DC-8 зорчигч тээврийн онгоц дууны саадыг эвдсэн байна. Нислэгийн зорилго нь далавчны дизайны мэдээлэл цуглуулах явдал байв. Онгоцны дунд дэлхийн дээд амжилтыг Оросын армийн хамт үйлчилж буй хэт авианы агаар-газар аэробаллистик пуужин тогтоосон. 31.2 километрийн өндөрт пуужин 6389 км/цагийн хурдтай байжээ.
Агаар дахь дууны саадыг эвдсэнээс хойш 50 жилийн дараа англи хүн Энди Грин машинаараа ийм амжилтанд хүрчээ. Америкийн Жо Киттингер чөлөөт уналтын рекордыг эвдэхийг оролдсон бөгөөд 31.5 километрийн өндөрт хүрчээ. Өнөөдөр буюу 2012 оны 10-р сарын 14-нд Феликс Баумгартнер тээврийн хэрэгслийн тусламжгүйгээр 39 километрийн өндрөөс чөлөөтэй унаж, дууны саадыг эвдэж дэлхийн дээд амжилтыг тогтоосон. Түүний хурд 1342.8 км/цагт хүрсэн байна.
Дууны хаалтыг хамгийн ер бусын эвдэх
Бодох нь хачирхалтай, гэхдээ энэ хязгаарыг даван туулсан дэлхийн хамгийн анхны бүтээл бол 7 мянган жилийн өмнө эртний хятадуудын зохион бүтээсэн энгийн ташуур юм. 1927 онд агшин зуурын гэрэл зургийг бүтээх хүртэл ташуурын хагарал нь бяцхан дууны тэсрэлт гэж хэн ч сэжиглэж байгаагүй. Хурц савлуур нь гогцоо үүсгэдэг бөгөөд хурд нь огцом нэмэгддэг бөгөөд энэ нь товшилтоор нотлогддог. Дууны хаалт 1200 км/ц хурдтай давна.
Хамгийн чимээ шуугиантай хотын нууц
Жижиг хотуудын оршин суугчид нийслэлийг анх хараад цочирддог нь гайхах зүйл биш юм. Маш олон тээврийн хэрэгсэл, олон зуун ресторан, зугаа цэнгэлийн төвүүдтаныг төөрөгдүүлж, ердийн замаасаа салгах. Нийслэлд хаврын эхэн үеийг ихэвчлэн тэрслүү, цасан шуургатай гуравдугаар сар гэхээсээ илүү дөрөвдүгээр сард тэмдэглэдэг. Дөрөвдүгээр сард цэлмэг тэнгэртэй, горхи урсаж, нахиа цэцэглэж байна. Урт өвлөөс ядарсан хүмүүс нарны зүг цонхоо онгойлгож, гудамжны дуу чимээ байшинд нь орж ирдэг. Гудамжинд шувууд дүлий жиргэж, уран бүтээлчид дуулж, хөгжилтэй оюутнууд шүлэг уншиж, түгжрэл, метроны чимээ шуугианыг бүү хэл. Дуу чимээ ихтэй хотод удаан хугацаагаар байх нь эрүүл мэндэд хортой гэдгийг эрүүл ахуйн хэлтсийн ажилтнууд тэмдэглэж байна. Нийслэл хотын арын дэвсгэр нь тээвэр,
агаарын тээвэр, үйлдвэрлэлийн болон ахуйн дуу чимээ. Онгоц нэлээд өндөрт нисдэг тул аж ахуйн нэгжүүдийн дуу чимээ нь тэдний барилгад уусдаг тул хамгийн хортой нь машины дуу чимээ юм. Ялангуяа ачаалал ихтэй хурдны зам дээр машинуудын байнгын архирах нь зөвшөөрөгдөх бүх стандартаас хоёр дахин их байна. Нийслэл дуу чимээний саадыг хэрхэн даван туулж байна вэ? Москва нь дуу чимээ ихтэй аюултай тул нийслэлийн оршин суугчид дуу чимээг дарахын тулд давхар бүрхүүлтэй цонх суурилуулдаг.
Дууны саадыг хэрхэн даван туулах вэ?
1947 он хүртэл дуу чимээнээс хурдан нисдэг онгоцны бүхээгт байгаа хүний сайн байдлын талаар бодит мэдээлэл байгаагүй. Эндээс харахад дууны саадыг эвдэх нь тодорхой хүч чадал, эр зориг шаарддаг. Нислэгийн үеэр амьд үлдэх баталгаа байхгүй нь тодорхой болно. Мэргэшсэн нисгэгч ч гэсэн онгоцны загвар нь байгалийн довтолгоог тэсвэрлэх эсэхийг баттай хэлж чадахгүй. Хэдхэн минутын дотор онгоц зүгээр л сүйрч болно. Үүнийг юу тайлбарлаж байна вэ? Дууны доорх хурдтай хөдөлгөөн нь унасан чулуунаас тойрог шиг тархсан акустик долгион үүсгэдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Дууны хэт хурд нь цочролын долгионыг өдөөдөг бөгөөд газар зогсож байгаа хүн дэлбэрэлттэй төстэй дууг сонсдог. Хүчирхэг компьютергүй бол нарийн төвөгтэй асуудлуудыг шийдвэрлэхэд хэцүү байсан бөгөөд салхины хонгилд хийсэх загварт найдах шаардлагатай байв. Заримдаа онгоцны хурдатгал хангалтгүй үед цочролын долгион ийм хүчтэй хүрч, онгоц нисдэг байшингуудын цонхнууд гарч ирдэг. Хүн бүр дууны саадыг даван туулж чадахгүй, учир нь энэ мөчид бүх бүтэц сэгсэрч, төхөөрөмжийн бэхэлгээ нь ихээхэн хохирол учруулж болзошгүй юм. Ийм учраас нисгэгчдэд эрүүл мэнд, сэтгэл санааны тогтвортой байдал маш чухал байдаг. Хэрэв нислэг жигд, дуу чимээний саадыг аль болох хурдан даван туулж чадвал нисгэгч болон бусад зорчигчдын аль нь ч онцгой таагүй мэдрэмжийг мэдрэхгүй. 1946 оны 1-р сард дууны саадыг арилгахын тулд тусгайлан судалгааны онгоц бүтээжээ. Уг машиныг бүтээх ажлыг БХЯ-ны тушаалаар эхлүүлсэн боловч зэвсгийн оронд механизм, багаж хэрэгслийн ажиллагааны горимыг хянадаг шинжлэх ухааны тоног төхөөрөмжөөр дүүргэжээ. Энэ онгоц нь пуужингийн хөдөлгүүртэй орчин үеийн далавчит пуужин шиг байв. Онгоц дууны саадыг эвдэх үед хамгийн дээд хурд 2736 км/цаг.
Дууны хурдыг байлдан дагуулах аман болон материаллаг дурсгалууд
Дууны саадыг эвдэх ололт амжилт өнөөдөр ч өндөр үнэлэгдэж байна. Тиймээс Чак Йегерийн анх даван туулсан онгоц одоо Вашингтонд байрладаг Үндэсний Агаарын болон Сансрын Музейд дэлгэгдэж байна. Гэхдээ техникийн үзүүлэлтЭнэ хүний шинэ бүтээл нь нисгэгчийн өөрийнх нь гавьяагүйгээр үнэ цэнэ багатай байх болно. Чак Йегер нислэгийн сургуульд сурч, Европт тулалдаж, дараа нь Англид буцаж ирэв. Нислэгээс шударга бусаар хасагдсан нь Йегерийн сэтгэлийг эвдэж чадаагүй бөгөөд тэрээр Европын цэргийн ерөнхий командлагчтай хүлээн авалт хийв. Дайны төгсгөл хүртэл үлдсэн жилүүдэд Йегер 64 байлдааны даалгаварт оролцож, 13 онгоцыг бууджээ. Чак Йегер ахлагч цолтой эх орондоо ирлээ. Түүний шинж чанарууд нь эгзэгтэй нөхцөл байдалд гайхалтай зөн совин, гайхалтай тайван байдал, тэсвэр тэвчээрийг илтгэнэ. Йегер онгоцондоо нэг бус удаа дээд амжилт тогтоосон. Түүний цаашдын карьер нь Агаарын цэргийн хүчний ангиудад нисгэгчдийг сургаж байсан. Чак Йегер хамгийн сүүлд 74 настайдаа 1997 онд ниссэнийхээ тавин жилийн ойн үеэр дууны саадыг эвдэж байжээ.
Нисэх онгоц бүтээгчдийн нарийн төвөгтэй даалгавар
Дэлхийд алдартай МиГ-15 онгоцыг бүтээгчид зөвхөн дууны саадыг эвдэх боломжгүй, харин техникийн нарийн төвөгтэй асуудлуудыг шийдвэрлэх шаардлагатай гэдгийг ойлгосон тэр мөчид бүтээгдэж эхэлсэн. Үүний үр дүнд машин маш амжилттай бүтээгдсэн тул түүний өөрчлөлтүүд үйлчилгээнд нэвтэрсэн өөр өөр улс орнууд. Хэд хэдэн өөр дизайны товчоонуудтөрөлд нэгдсэн өрсөлдөөн, шагнал нь хамгийн амжилттай, ажиллагаатай нисэх онгоцны патент байв. Шүүрсэн далавчтай нисэх онгоцууд бүтээгдсэн нь тэдний дизайн дахь хувьсгал байв. Хамгийн тохиромжтой төхөөрөмж нь хүчирхэг, хурдан бөгөөд гадны аливаа гэмтэлд гайхалтай тэсвэртэй байх ёстой. Онгоцны далавч нь дууны хурдыг гурав дахин нэмэгдүүлэхэд тусалсан элемент болжээ. Дараа нь энэ нь нэмэгдсээр байсан бөгөөд үүнийг хөдөлгүүрийн хүч нэмэгдэж, шинэлэг материал ашиглах, аэродинамик параметрүүдийг оновчтой болгох зэргээр тайлбарлав. Дуу чимээний саадыг даван туулах нь мэргэжлийн бус хүмүүсийн хувьд ч боломжтой бөгөөд бодитой болсон боловч энэ нь аюул багатай болгодоггүй тул аливаа экстрим спорт сонирхогч ийм туршилт хийхээс өмнө хүч чадлаа ухаалгаар үнэлэх хэрэгтэй.
Заримдаа тийрэлтэт онгоц тэнгэрт нисэх үед та дэлбэрэлт шиг хүчтэй цохилтыг сонсдог. Энэхүү "тэсрэлт" нь агаарын хөлгийн дууны саадыг эвдсэний үр дүн юм.
Дууны саад гэж юу вэ, яагаад бид дэлбэрэлт сонсдог вэ? БА дууны саадыг хамгийн түрүүнд эвдсэн хүн ? Бид эдгээр асуултуудыг доор авч үзэх болно.
Дууны саад гэж юу вэ, яаж үүсдэг вэ?
Аэродинамик дууны хаалт гэдэг нь хурд нь дууны хурдтай тэнцүү буюу түүнээс давсан аливаа агаарын хөлгийн (онгоц, пуужин гэх мэт) хөдөлгөөнийг дагалддаг олон тооны үзэгдлүүд юм. Өөрөөр хэлбэл, аэродинамик “дууны саад” гэдэг нь онгоц дууны хурд хүрэх үед үүсдэг агаарын эсэргүүцлийн огцом үсрэлт юм.
Дууны долгион нь сансар огторгуйд тодорхой хурдтайгаар тархдаг бөгөөд энэ нь өндөр, температур, даралтаас хамаарч өөр өөр байдаг. Жишээлбэл, далайн түвшинд дууны хурд ойролцоогоор 1220 км / цаг, 15 мянган м-ийн өндөрт - 1000 км / цаг гэх мэт. Онгоцны хурд дууны хурдтай ойртох үед түүнд тодорхой ачаалал өгдөг. Ердийн хурдаар (субсоник) онгоцны хамар нь урд талынх нь шахсан агаарын долгионыг "хөтгөдөг" бөгөөд түүний хурд нь дууны хурдтай тохирч байна. Долгионы хурд нь онгоцны ердийн хурдаас их байна. Үүний үр дүнд агаарын хөлгийн бүх гадаргууг тойрон чөлөөтэй урсдаг.
Гэхдээ хэрэв онгоцны хурд нь дууны хурдтай тохирч байвал шахалтын долгион нь хамар дээр биш, харин далавчны урд талд үүсдэг. Үүний үр дүнд цочролын долгион үүсч, далавч дээрх ачааллыг нэмэгдүүлдэг.
Нисэх онгоц дууны саадыг даван туулахын тулд тодорхой хурдаас гадна тусгай загвартай байх ёстой. Тийм ч учраас нисэх онгоцны зохион бүтээгчид тусгай аэродинамик далавчны профиль болон бусад заль мэхийг онгоц бүтээхдээ боловсруулж ашигласан. Дууны саадыг эвдэх мөчид орчин үеийн дуунаас хурдан нисэх онгоцны нисгэгч чичиргээ, "үсрэлт", "аэродинамик цочрол" -ыг мэдэрдэг бөгөөд үүнийг газар дээр нь поп эсвэл дэлбэрэлт гэж ойлгодог.
Дууны саадыг хамгийн түрүүнд хэн эвдсэн бэ?
Дууны хаалтны "анхдагчид" гэсэн асуулт нь сансрын анхны судлаачдын асуулттай адил юм. гэсэн асуултад Дуунаас хурдан хаалтыг хэн анх эвдсэн бэ? ? Та янз бүрийн хариулт өгч болно. Энэ бол дууны саадыг эвдсэн анхны хүн бөгөөд анхны эмэгтэй, хачирхалтай нь анхны төхөөрөмж...
Дууны саадыг эвдсэн анхны хүн бол туршилтын нисгэгч Чарльз Эдвард Йегер (Чак Йегер) юм. 1947 оны 10-р сарын 14-нд түүний туршилтын туршилтын Bell X-1 онгоц пуужингийн хөдөлгүүрээр тоноглогдсон Викторвиллээс (Калифорни, АНУ) 21,379 м-ийн өндрөөс гүехэн шумбаж, дууны хурдад хүрчээ. Тухайн үед онгоцны хурд 1207 км/цаг байв.
Цэргийн нисгэгч нь карьерынхаа туршид зөвхөн америкчуудын хөгжилд асар их хувь нэмэр оруулсан цэргийн нисэх онгоц, гэхдээ бас сансрын нисгэгч. Чарльз Элвуд Йегер дэлхийн олон оронд айлчилж, АНУ-ын Агаарын цэргийн хүчний генералын карьераа дуусгажээ. Цэргийн нисгэгчийн туршлага Холливудад ч "Нисгэгч" уран сайхны кинонд гайхалтай агаарт үзүүлбэр үзүүлэхэд хэрэг болсон.
Чак Йегерийн дууны саадыг эвдсэн түүхийг 1984 онд дөрвөн Оскар хүртсэн "Зөв залуус" кинонд өгүүлдэг.
Дууны саадыг бусад "байлдан дагуулагчид"
Дууны саадыг хамгийн түрүүнд эвдсэн Чарльз Йегерээс гадна бусад рекорд эзэмшигчид байсан.
- Зөвлөлтийн анхны туршилтын нисгэгч - Соколовский (1948 оны 12-р сарын 26).
- Анхны эмэгтэй бол Америкийн Жаклин Кокран (1953 оны 5-р сарын 18). Түүний F-86 онгоц Эдвардсын Агаарын цэргийн хүчний бааз (Калифорни, АНУ) дээгүүр нисч байхдаа 1223 км/цагийн хурдтайгаар дууны саадыг эвджээ.
- Анхны иргэний нисэх онгоц бол Америкийн зорчигч тээврийн Douglas DC-8 онгоц юм (1961 оны 8-р сарын 21). Ойролцоогоор 12.5 мянган м-ийн өндөрт явагдсан түүний нислэг нь туршилтын шинж чанартай байсан бөгөөд далавчны урд ирмэгийн ирээдүйн дизайн хийхэд шаардлагатай мэдээллийг цуглуулах зорилгоор зохион байгуулагдсан.
- Дууны саадыг эвдсэн анхны машин - Thrust SSC (1997 оны 10-р сарын 15).
- Чөлөөт уналтанд дууны саадыг эвдсэн анхны хүн бол 31.5 км-ийн өндрөөс шүхрээр буусан америк Жо Китингер (1960) юм. Гэсэн хэдий ч үүний дараа 2012 оны 10-р сарын 14-нд Америкийн Розуэлл (Нью Мексико, АНУ) хотын дээгүүр нисч, Австрийн Феликс Баумгартнер 39 км-ийн өндөрт шүхэртэй бөмбөлөг үлдээж дэлхийн дээд амжилт тогтоосон. Түүний хурд нь ойролцоогоор 1342.8 км/цаг байсан бөгөөд ихэнх хэсэг нь чөлөөт уналтад байсан газарт буухад ердөө 10 минут зарцуулсан.
- Нисэх онгоцоор дууны саадыг эвдсэн дэлхийн дээд амжилт нь одоо Оросын армид үйлчилж байгаа "Агаар-газар" ангиллын хэт авианы аэробаллистик пуужин X-15 (1967) юм. 31.2 км-ийн өндөрт пуужингийн хурд 6389 км/цаг байжээ. Нисгэгчтэй нисэх онгоцны түүхэн дэх хүний хөдөлгөөний хамгийн дээд хурд нь 1969 онд Америкчууд хүрч байсан 39,897 км/цаг байсныг тэмдэглэхийг хүсч байна. сансрын хөлөг"Аполлон 10".
Дууны саадыг эвдэх анхны бүтээл
Хачирхалтай нь дууны саадыг эвдсэн анхны бүтээл нь... 7 мянган жилийн өмнө эртний хятадуудын зохион бүтээсэн энгийн ташуур юм.
1927 онд агшин зуурын гэрэл зургийг зохион бүтээхээс өмнө ташуурын хагарал нь бариул дээр цохих төдий оосор биш, харин бяцхан дуунаас хурдан товших чимээ гэж хэн ч бодсонгүй. Хурц дүүжин үед гогцоо үүсч, хурд нь хэдэн арван удаа нэмэгдэж, товшилтоор дагалддаг. Уг гогцоо нь 1200 км/цаг орчим хурдтай дууны саадыг эвддэг.
Дууны хаалт гэдэг нь агаар мандалд дууны хурднаас дууны хурднаас хурдан нисэх хурд руу шилжих үед нисэх онгоц эсвэл пуужингийн нислэгийн үед үүсдэг үзэгдэл юм. Онгоцны хурд дууны хурдад (1200 км/цаг) ойртох тусам түүний урд талын агаарт нимгэн хэсэг гарч ирэх ба агаарын даралт, нягтын огцом өсөлт үүсдэг. Нисдэг онгоцны өмнө агаар ийм нягтардагийг цочролын долгион гэж нэрлэдэг. Газар дээр цочролын долгион өнгөрөх нь буун дууны чимээтэй төстэй тэсрэлт гэж ойлгогддог. Дууны хурдыг хэтрүүлсний дараа онгоц агаарын нягтрал ихэссэн энэ газраар дамжин өнгөрч, түүнийг цоолж байгаа мэт дууны саадыг эвддэг. Удаан хугацааны туршид дууны саадыг эвдэх нь агаарын тээврийн хөгжилд ноцтой асуудал мэт санагдаж байв. Үүнийг шийдэхийн тулд онгоцны далавчны профиль, хэлбэрийг өөрчлөх (энэ нь нимгэн болж, ар араасаа татсан), их биений урд хэсгийг илүү үзүүртэй болгож, онгоцыг тоноглох шаардлагатай байв. тийрэлтэт хөдөлгүүрүүд. Дууны хурдыг анх 1947 онд Чарльз Йегер Боинг В-29 онгоцноос хөөргөсөн шингэн пуужингийн хөдөлгүүртэй Bell X-1 онгоцоор (АНУ) давж байжээ. Орос улсад 1948 онд анхны турбожет хөдөлгүүртэй туршилтын Ла-176 онгоцонд нисгэгч О.В.Соколовский дууны саадыг эвдсэн.
Видео.
Дууны хурд.
Жижиг даралтын зөрчлийн тархалтын хурд (орчинтой харьцуулахад). Төгс хийд (жишээлбэл, дунд зэргийн температур, даралттай агаарт) S. z. Энэ нь тархалтын жижиг эвдрэлийн шинж чанараас хамаардаггүй бөгөөд өөр өөр давтамжийн монохромат хэлбэлзэл () болон сул цочролын долгионы хувьд ижил байна. Сансар огторгуйн цэгт төгс хийд S. z. a нь зөвхөн хийн найрлага ба түүний үнэмлэхүй температураас хамаарна T:
a = (dp/d(())1/2 = ((()p/(())1/2 = ((()RT/(())1/2,
Энд dp/d(() - изонтроп процессын нягтын даралтын дериватив, (-) - адиабат экспонент, R - бүх нийтийн хийн тогтмол, (-) - молекулын жин (агаарт 20.1T1/2 м/с). 0 (°)С-д a = 332 м/с).
Физик-химийн хувиралтай хийд, жишээлбэл, салангид хийд, S. z. Эдгээр үйл явц нь эвдрэлийн долгионд хэрхэн явагдахаас хамаарна - тэнцвэрт байдал эсвэл тэнцвэргүй байдал. Термодинамикийн тэнцвэрт байдалд S. z. зөвхөн хийн найрлага, түүний температур, даралтаас хамаарна. Физик-химийн процессууд тэнцвэргүй явагдах үед дууны тархалт, өөрөөр хэлбэл дууны тархалт үүсдэг. Зөвхөн орчны төлөв байдлаас гадна хэлбэлзлийн давтамжаас хамаарна (). Өндөр давтамжийн хэлбэлзэл ((tm), ()) - амрах хугацаа) хөлдсөн нарны аймгаас тархдаг. aj, бага давтамжтай ((,) 0) - тэнцвэртэй S. z. ae, мөн aj > ae. Аж ба ai хоёрын ялгаа нь дүрмээр бол бага (агаарт T = 6000 (°) C ба p = 105 Па температурт ойролцоогоор 15% байна). Шингэн дотор S. z. хийтэй харьцуулахад хамаагүй өндөр (усанд 1500 м/с)
Заримдаа манан үүлнээс гарч байгаа тийрэлтэт онгоцны нислэгийн үеэр ер бусын дүр зураг ажиглагдаж болно. Энэ үзэгдлийг Прандтл-Глоерт эффект гэж нэрлэдэг бөгөөд агаарын өндөр чийгшилтэй нөхцөлд трансоник хурдаар хөдөлж буй объектын ард үүл харагдахаас бүрддэг.
Энэ ер бусын үзэгдлийн шалтгаан нь нисч буй хүн юм өндөр хурдОнгоц урд талдаа агаарын өндөр даралттай, ард нь нам даралтын талбай үүсгэдэг. Онгоц өнгөрсний дараа нам даралтын хэсэг нь орчны агаараар дүүрч эхэлдэг. Энэ тохиолдолд агаарын массын хангалттай өндөр инерцийн улмаас эхлээд нам даралтын талбайг бүхэлд нь нам даралтын талбайтай зэргэлдээх ойролцоох газраас агаараар дүүргэдэг.
Энэ процесс нь орон нутгийн хувьд адиабат процесс бөгөөд агаарын эзэлхүүн нэмэгдэж, түүний температур буурдаг. Хэрэв агаарын чийгшил хангалттай өндөр байвал температур нь шүүдэр цэгээс доогуур түвшинд хүртэл буурч болно. Дараа нь агаарт агуулагдах усны уур нь жижиг дусал болж өтгөрдөг бөгөөд энэ нь жижиг үүл үүсгэдэг.
2600 пиксел дарах боломжтой
Агаарын даралт хэвийн болохын хэрээр түүний доторх температур жигдэрч, шүүдэр цэгээс дахин дээшилж, үүл агаарт хурдан уусдаг. Ихэвчлэн түүний ашиглалтын хугацаа секундын нэгээс хэтрэхгүй. Тиймээс, онгоц нисэх үед үүл түүнийг дагаж байгаа мэт харагддаг - энэ нь онгоцны ард шууд үүсч, дараа нь алга болдогтой холбоотой.
Прандтл-Глауертын нөлөөгөөр үүл гарч ирэх нь яг энэ мөчид онгоц дууны саадыг эвдэж байна гэсэн буруу ойлголт байдаг. Хэвийн эсвэл бага зэрэг нэмэгдсэн чийгийн нөхцөлд үүл нь дууны хурдтай ойролцоо өндөр хурдтай л үүсдэг. Үүний зэрэгцээ бага өндөрт, маш өндөр чийгшилтэй нөхцөлд (жишээлбэл, далай дээгүүр) нисэх үед энэ нөлөөг дууны хурдаас хамаагүй бага хурдтайгаар ажиглаж болно.
2100 пиксел дарах боломжтой
"Дууны хаалт" гэсэн ойлголтыг буруу ойлгосноос үүдэн "алга таших" гэсэн үл ойлголцол бий. Энэ "поп"-ыг "дууны тэсрэлт" гэж нэрлэх нь зөв. Дуунаас хурдан хурдтай хөдөлж буй онгоц нь эргэн тойрны агаарт цочролын долгион, агаарын даралтын өсөлтийг үүсгэдэг. Хялбаршуулсан байдлаар эдгээр долгионыг онгоцны нислэгийг дагалддаг конус хэлбэрээр төсөөлж болох бөгөөд оройг нь их биений хамартай холбосон, генераторууд нь онгоцны хөдөлгөөний эсрэг чиглэж, нэлээд хол тархдаг. жишээлбэл, дэлхийн гадаргуу руу.
2500 пиксел дарах боломжтой
Дууны гол долгионы урд хэсгийг тэмдэглэсэн энэхүү төсөөллийн конусын хил хязгаар нь хүний чихэнд хүрэхэд даралтын огцом үсрэлт алга ташилт мэт сонсогддог. Тогтмол хурдтай ч гэсэн хангалттай хурдан хөдөлж байгаа тохиолдолд дуу авианы тэсрэлт нь уясан мэт онгоцны бүх нислэгийг дагалддаг. Алга ташилт нь жишээлбэл, сонсогч байрладаг дэлхийн гадарга дээрх тогтсон цэг дээгүүр дууны цохилтын гол давалгааг дайран өнгөрдөг бололтой.
Өөрөөр хэлбэл, хэрэв дуунаас хурдан нисэх онгоц сонсогч дээр тогтмол боловч дуунаас хурдан хурдтайгаар нааш цааш нисч эхэлбэл онгоц сонсогчийн дээгүүр нилээд ойрын зайд нисэн өнгөрсний дараа тэр болгонд тэсрэх чимээ сонсогдоно.
Гэхдээ ямар сонирхолтой цохилт болохыг хараарай! Би үүнийг анх удаа харж байна!
1920 пиксел дарах боломжтой
- ширээн дээр хэнд байна!
