Cafe

Ang epekto ng pagsira sa sound barrier. Ano ang mangyayari kapag nasira ng eroplano ang sound barrier. Supersonic na sasakyang panghimpapawid ng pasahero ng Russia

Ang mga kamangha-manghang larawan ng mga fighter jet sa isang makakapal na kono ng singaw ng tubig ay madalas na sinasabing kumakatawan sa eroplanong lumalabag sa sound barrier. Ngunit ito ay isang pagkakamali. Pinag-uusapan ng kolumnista ang tunay na dahilan ng pangyayari.

Ang kamangha-manghang phenomenon na ito ay paulit-ulit na nakunan ng mga photographer at videographer. Isang military jet ang dumaan sa lupa sa napakabilis na bilis, ilang daang kilometro bawat oras.

Habang bumibilis ang manlalaban, nagsisimulang mabuo ang isang siksik na kono ng condensation sa paligid nito; parang nasa loob ng compact cloud ang eroplano.

Ang mga mapanlikhang caption sa ilalim ng gayong mga larawan ay madalas na nagsasabing ito ay nakikitang ebidensya ng isang sonic boom kapag ang isang sasakyang panghimpapawid ay umabot sa supersonic na bilis.

Sa totoo lang hindi ito totoo. Inoobserbahan namin ang tinatawag na Prandtl-Glauert effect - isang pisikal na kababalaghan na nangyayari kapag ang isang sasakyang panghimpapawid ay lumalapit sa bilis ng tunog. Wala itong kinalaman sa pagsira sa sound barrier.

Iba pang mga artikulo sa website ng BBC Future sa Russian

Habang nabuo ang paggawa ng sasakyang panghimpapawid, ang mga aerodynamic na hugis ay naging mas streamlined, at bilis sasakyang panghimpapawid patuloy na lumago - nagsimulang gumawa ang mga eroplano ng mga bagay sa hangin sa kanilang paligid na hindi kaya ng kanilang mga mas mabagal at bulkier na nauna.

Mahiwaga shock waves, na nabubuo sa paligid ng mababang lumilipad na sasakyang panghimpapawid habang papalapit sila sa bilis ng tunog at pagkatapos ay sinisira ang sound barrier, ay nagpapahiwatig na ang hangin ay kumikilos sa isang kakaibang paraan sa ganoong bilis.

Kaya ano ang mga mahiwagang ulap ng paghalay na ito?

Copyright ng paglalarawan Getty Caption ng larawan Ang Prandtl-Gloert effect ay pinaka-binibigkas kapag lumilipad sa isang mainit, mahalumigmig na kapaligiran.

Ayon kay Rod Irwin, chairman ng aerodynamics group sa Royal Aeronautical Society, ang mga kondisyon kung saan nangyayari ang isang kono ng singaw ay agad na nauuna sa isang sasakyang panghimpapawid na lumalabag sa sound barrier. Gayunpaman, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay karaniwang kinukunan ng litrato sa mga bilis nang bahagya mas kaunting bilis tunog.

Ang mga layer sa ibabaw ng hangin ay mas siksik kaysa sa atmospera sa matataas na lugar. Kapag lumilipad sa mababang altitude, nadagdagan ang friction at drag na nagaganap.

Sa pamamagitan ng paraan, ang mga piloto ay ipinagbabawal na masira ang sound barrier sa lupa. "Maaari kang pumunta ng supersonic sa ibabaw ng karagatan, ngunit hindi sa isang solidong ibabaw," paliwanag ni Irwin "Sa pamamagitan ng paraan, ang sitwasyong ito ay isang problema para sa supersonic na pampasaherong liner na Concorde - ang pagbabawal ay ipinakilala pagkatapos itong gumana, at ang. pinahintulutan ang crew na bumuo ng supersonic na bilis lamang sa ibabaw ng tubig".

Bukod dito, napakahirap na biswal na magrehistro ng isang sonic boom kapag ang isang sasakyang panghimpapawid ay umabot sa supersonic na bilis. Hindi ito makikita sa mata - sa tulong lamang ng mga espesyal na kagamitan.

Upang kunan ng larawan ang mga modelong tinatangay ng hangin sa supersonic na bilis sa mga wind tunnel, ang mga espesyal na salamin ay karaniwang ginagamit upang makita ang pagkakaiba sa light reflection na dulot ng pagbuo ng shock wave.

Copyright ng paglalarawan Getty Caption ng larawan Kapag nagbago ang presyon ng hangin, bumababa ang temperatura ng hangin at ang kahalumigmigan na nilalaman nito ay nagiging condensation.

Ang mga litratong nakuha sa tinatawag na Schlieren method (o Toepler method) ay ginagamit upang mailarawan ang mga shock wave (o, kung tawagin din sila, shock waves) na nabuo sa paligid ng modelo.

Sa panahon ng pamumulaklak, walang mga cones ng condensation ang nalilikha sa paligid ng mga modelo, dahil ang hangin na ginagamit sa mga wind tunnel ay paunang tuyo.

Ang mga kono ng singaw ng tubig ay nauugnay sa mga shock wave (kung saan mayroong ilan) na nabubuo sa paligid ng sasakyang panghimpapawid habang ito ay nagiging tulin.

Kapag ang bilis ng isang sasakyang panghimpapawid ay lumalapit sa bilis ng tunog (mga 1234 km/h sa antas ng dagat), ang pagkakaiba sa lokal na presyon at temperatura ay nangyayari sa hangin na dumadaloy sa paligid nito.

Bilang resulta, ang hangin ay nawawalan ng kakayahang mapanatili ang kahalumigmigan, at ang condensation ay nabubuo sa hugis ng isang kono, tulad ng sa video na ito.

"Ang nakikitang vapor cone ay sanhi ng isang shock wave, na lumilikha ng pagkakaiba sa presyon at temperatura sa hangin na nakapalibot sa sasakyang panghimpapawid," sabi ni Irwin.

Marami sa pinakamagagandang larawan ng phenomenon ay mula sa sasakyang panghimpapawid ng US Navy - hindi nakakagulat, dahil ang mainit, mamasa-masa na hangin malapit sa ibabaw ng dagat ay may posibilidad na gawing mas malinaw ang Prandtl-Glauert effect.

Ang ganitong mga stunt ay madalas na ginagawa ng F/A-18 Hornet fighter-bombers - ito ang pangunahing uri ng carrier-based na sasakyang panghimpapawid ng Amerikano. abyasyong pandagat.

Copyright ng paglalarawan SPL Caption ng larawan Ang pagkabigla kapag ang isang sasakyang panghimpapawid ay umabot sa supersonic na bilis ay mahirap makita sa mata.

Ang parehong mga sasakyang pangkombat ay ginagamit ng mga miyembro ng US Navy Blue Angels aerobatic team, na mahusay na nagsasagawa ng mga maniobra kung saan nabubuo ang condensation cloud sa paligid ng sasakyang panghimpapawid.

Dahil sa kagila-gilalas na katangian ng kababalaghan, ito ay kadalasang ginagamit upang gawing popular ang naval aviation. Ang mga piloto ay sadyang nagmamaniobra sa dagat, kung saan ang mga kondisyon para sa paglitaw ng Prandtl-Gloert effect ay pinakamainam, at ang mga propesyonal na photographer ng hukbong-dagat ay naka-duty sa malapit - pagkatapos ng lahat, imposibleng kumuha ng malinaw na larawan ng isang jet aircraft na lumilipad sa bilis na 960 km/h gamit ang isang regular na smartphone.

Ang mga condensation cloud ay mukhang pinaka-kahanga-hanga sa tinatawag na transonic flight mode, kapag ang hangin ay bahagyang dumadaloy sa paligid ng sasakyang panghimpapawid sa supersonic na bilis, at bahagyang sa subsonic na bilis.

"Ang eroplano ay hindi kinakailangang lumilipad sa supersonic na bilis, ngunit ang hangin ay dumadaloy sa itaas na ibabaw ng pakpak sa mas mataas na bilis kaysa sa mas mababang ibabaw, na humahantong sa isang lokal na shock wave," sabi ni Irwin.

Ayon sa kanya, para mangyari ang Prandtl-Glauert effect, tiyak mga kondisyong pangklima(ibig sabihin, mainit at mahalumigmig na hangin), na mas madalas na nakakaharap ng mga mandirigma na nakabase sa carrier kaysa sa iba pang sasakyang panghimpapawid.

Ang kailangan mo lang gawin ay humingi ng pabor propesyonal na photographer, at - voila! - nakunan ang iyong eroplano na napapalibutan ng isang nakamamanghang ulap ng singaw ng tubig, na napagkamalan ng marami sa atin bilang tanda ng pag-abot sa supersonic na bilis.

Mababasa mo ito sa website

Ano ang naiisip natin kapag narinig natin ang pananalitang “sound barrier”? Ang isang tiyak na limitasyon ay maaaring seryosong makaapekto sa pandinig at kagalingan. Karaniwan ang sound barrier ay nauugnay sa pagsakop ng airspace at

Ang pagtagumpayan ng balakid na ito ay maaaring makapukaw ng pag-unlad ng mga lumang sakit, mga sakit na sindrom at mga reaksiyong alerdyi. Tama ba ang mga ideyang ito o kinakatawan ba nila ang mga itinatag na stereotype? May factual basis ba sila? Ano ang sound barrier? Paano at bakit ito lumitaw? Susubukan naming malaman ang lahat ng ito at ilang karagdagang mga nuances, pati na rin ang mga makasaysayang katotohanan na may kaugnayan sa konseptong ito, sa artikulong ito.

Ang mahiwagang agham na ito ay aerodynamics

Sa agham ng aerodynamics, na idinisenyo upang ipaliwanag ang mga phenomena na kasama ng paggalaw
sasakyang panghimpapawid, mayroong konsepto ng "sound barrier". Ito ay isang serye ng mga phenomena na nagaganap sa panahon ng paggalaw ng mga supersonic na sasakyang panghimpapawid o mga rocket na gumagalaw sa bilis na malapit sa bilis ng tunog o mas mataas.

Ano ang shock wave?

Habang dumadaloy ang isang supersonic na daloy sa paligid ng isang sasakyan, lumilitaw ang isang shock wave sa isang wind tunnel. Ang mga bakas nito ay makikita kahit sa mata. Sa lupa sila ay ipinahayag ng isang dilaw na linya. Sa labas ng shock wave cone, sa harap ng dilaw na linya, ni hindi mo maririnig ang eroplano sa lupa. Sa bilis na lumalampas sa tunog, ang mga katawan ay sumasailalim sa isang daloy ng daloy ng tunog, na nagsasangkot ng isang shock wave. Maaaring higit sa isa, depende sa hugis ng katawan.

Pagbabago ng shock wave

Ang harap ng shock wave, na kung minsan ay tinatawag na shock wave, ay may medyo maliit na kapal, na gayunpaman ay ginagawang posible na subaybayan ang mga biglaang pagbabago sa mga katangian ng daloy, isang pagbawas sa bilis nito na may kaugnayan sa katawan at isang kaukulang pagtaas sa presyon at temperatura ng gas sa daloy. Sa kasong ito, ang kinetic energy ay bahagyang na-convert sa panloob na enerhiya ng gas. Ang bilang ng mga pagbabagong ito ay direktang nakasalalay sa bilis ng supersonic na daloy. Habang lumalayo ang shock wave mula sa apparatus, bumababa ang pressure at nagiging sound wave ang shock wave. Maaari itong umabot sa isang tagamasid sa labas, na makakarinig ng isang katangian ng tunog na kahawig ng isang pagsabog. May isang opinyon na ito ay nagpapahiwatig na ang aparato ay naabot ang bilis ng tunog, kapag ang eroplano ay umalis sa sound barrier sa likod.

Ano ba talaga ang nangyayari?

Ang tinatawag na sandali ng pagsira sa sound barrier sa pagsasanay ay kumakatawan sa pagpasa ng isang shock wave sa pagtaas ng dagundong ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid. Ngayon ang aparato ay nauuna sa kasamang tunog, kaya ang ugong ng makina ay maririnig pagkatapos nito. Ang paglapit sa bilis ng tunog ay naging posible sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ngunit sa parehong oras nabanggit ng mga piloto ang mga nakababahala na signal sa pagpapatakbo ng sasakyang panghimpapawid.

Pagkatapos ng digmaan, maraming mga taga-disenyo at piloto ng sasakyang panghimpapawid ang naghangad na maabot ang bilis ng tunog at masira ang sound barrier, ngunit marami sa mga pagtatangka na ito ay natapos nang malungkot. Nagtalo ang mga pesimistikong siyentipiko na ang limitasyong ito ay hindi maaaring lumampas. Hindi nangangahulugang pang-eksperimento, ngunit sa siyentipikong paraan, posible na ipaliwanag ang likas na katangian ng konsepto ng "sound barrier" at makahanap ng mga paraan upang malampasan ito.

Ang mga ligtas na flight sa transonic at supersonic na bilis ay posible sa pamamagitan ng pag-iwas sa isang krisis sa alon, ang paglitaw nito ay nakasalalay sa mga aerodynamic na parameter ng sasakyang panghimpapawid at ang altitude ng flight. Ang mga paglipat mula sa isang antas ng bilis patungo sa isa pa ay dapat na isagawa nang mabilis hangga't maaari gamit ang afterburner, na makakatulong upang maiwasan ang isang mahabang paglipad sa wave crisis zone. Ang krisis sa alon bilang isang konsepto ay nagmula sa transportasyon ng tubig. Ito ay bumangon nang ang mga barko ay gumalaw sa bilis na malapit sa bilis ng mga alon sa ibabaw ng tubig. Ang pagpasok sa isang krisis sa alon ay nangangailangan ng kahirapan sa pagtaas ng bilis, at kung mapagtagumpayan mo ang krisis sa alon hangga't maaari, maaari kang pumasok sa mode ng pagpaplano o pag-slide sa ibabaw ng tubig.

Kasaysayan sa kontrol ng sasakyang panghimpapawid

Ang unang taong nakarating sa supersonic na bilis ng paglipad sa isang pang-eksperimentong sasakyang panghimpapawid ay ang American pilot na si Chuck Yeager. Ang kanyang tagumpay ay nabanggit sa kasaysayan noong Oktubre 14, 1947. Sa teritoryo ng USSR, ang sound barrier ay nasira noong Disyembre 26, 1948 nina Sokolovsky at Fedorov, na lumilipad ng isang bihasang manlalaban.

Sa mga sibilyan, sinira ng pampasaherong airliner na Douglas DC-8 ang sound barrier, na noong Agosto 21, 1961 ay umabot sa bilis na 1.012 Mach, o 1262 km/h. Ang layunin ng paglipad ay upang mangolekta ng data para sa disenyo ng pakpak. Sa mga sasakyang panghimpapawid, ang rekord ng mundo ay itinakda ng isang hypersonic air-to-ground aeroballistic missile, na nasa serbisyo kasama ang hukbo ng Russia. Sa taas na 31.2 kilometro, ang rocket ay umabot sa bilis na 6389 km/h.

50 taon matapos masira ang sound barrier sa hangin, nakamit ng Englishman na si Andy Green ang katulad na tagumpay sa isang kotse. Sinubukan ng Amerikanong si Joe Kittinger na basagin ang rekord sa libreng pagkahulog, na umabot sa taas na 31.5 kilometro. Ngayon, noong Oktubre 14, 2012, si Felix Baumgartner ay nagtakda ng isang world record, nang walang tulong ng transportasyon, sa isang libreng pagkahulog mula sa taas na 39 kilometro, na sinira ang sound barrier. Umabot sa 1342.8 kilometro bawat oras ang bilis nito.

Ang pinaka-hindi pangkaraniwang pagsira ng sound barrier

Kakatwang isipin, ngunit ang unang imbensyon sa mundo na nalampasan ang limitasyong ito ay ang ordinaryong latigo, na naimbento ng sinaunang Tsino halos 7 libong taon na ang nakalilipas. Halos hanggang sa pag-imbento ng instant photography noong 1927, walang sinuman ang naghinala na ang crack ng isang latigo ay isang miniature sonic boom. Ang isang matalim na swing ay bumubuo ng isang loop, at ang bilis ay tumataas nang husto, na kung saan ay nakumpirma sa pamamagitan ng pag-click. Nasira ang sound barrier sa bilis na humigit-kumulang 1200 km/h.

Ang misteryo ng pinakamaingay na lungsod

Hindi nakakagulat na ang mga residente ng maliliit na bayan ay nabigla nang makita nila ang kabisera sa unang pagkakataon. Maraming transportasyon, daan-daang mga restawran at mga entertainment center lituhin at abalahin ka mula sa iyong karaniwang ugali. Ang simula ng tagsibol sa kabisera ay karaniwang napetsahan sa Abril, sa halip na ang mapanghimagsik, blizzardy Marso. Sa Abril ay may maaliwalas na kalangitan, umaagos ang mga batis at namumulaklak ang mga putot. Ang mga tao, na pagod sa mahabang taglamig, ay nagbubukas ng kanilang mga bintana nang malapad patungo sa araw, at ang ingay sa kalye ay sumabog sa kanilang mga bahay. Nakakabinging huni ng mga ibon sa kalye, kumakanta ang mga artista, nagbibigkas ng tula ang mga masasayang estudyante, pati na rin ang ingay sa mga traffic jam at sa subway. Ang mga empleyado ng kagawaran ng kalinisan ay nagpapansin na ang pananatili sa isang maingay na lungsod nang mahabang panahon ay nakakapinsala sa kalusugan. Ang tunog na background ng kabisera ay binubuo ng transportasyon,
abyasyon, pang-industriya at ingay sa bahay. Ang pinakanakakapinsala ay ang ingay ng sasakyan, dahil ang mga eroplano ay lumilipad nang napakataas, at ang ingay mula sa mga negosyo ay natutunaw sa kanilang mga gusali. Ang patuloy na dagundong ng mga sasakyan sa mga partikular na abalang highway ay higit sa lahat ng pinahihintulutang pamantayan. Paano nalampasan ng kapital ang sound barrier? Mapanganib ang Moscow na may maraming tunog, kaya ang mga residente ng kabisera ay nag-install ng mga double-glazed na bintana upang pigilin ang ingay.

Paano binagyo ang sound barrier?

Hanggang 1947, walang aktwal na data sa kagalingan ng isang tao sa sabungan ng isang eroplano na lumilipad nang mas mabilis kaysa sa tunog. Tulad ng lumalabas, ang pagsira sa sound barrier ay nangangailangan ng tiyak na lakas at tapang. Sa panahon ng paglipad, nagiging malinaw na walang garantiya ng kaligtasan. Kahit na ang isang propesyonal na piloto ay hindi masasabi kung sigurado kung ang disenyo ng sasakyang panghimpapawid ay makatiis sa isang pag-atake mula sa mga elemento. Sa loob ng ilang minuto, ang eroplano ay maaaring bumagsak. Ano ang nagpapaliwanag nito? Dapat tandaan na ang paggalaw sa subsonic na bilis ay lumilikha ng mga acoustic wave na kumakalat tulad ng mga bilog mula sa isang nahulog na bato. Ang supersonic na bilis ay nakakaganyak ng mga shock wave, at ang isang taong nakatayo sa lupa ay nakarinig ng tunog na katulad ng isang pagsabog. Kung walang makapangyarihang mga computer, mahirap lutasin ang mga kumplikadong problema at ang isa ay kailangang umasa sa mga modelo ng pamumulaklak sa mga wind tunnel. Kung minsan, kapag ang eroplano ay hindi sapat na bumilis, ang shock wave ay umaabot sa isang puwersa na ang mga bintana ay lumilipad palabas sa mga bahay kung saan lumilipad ang eroplano. Hindi lahat ay magagawang pagtagumpayan ang sound barrier, dahil sa sandaling ito ang buong istraktura ay umuuga, at ang mga mounting ng device ay maaaring makatanggap ng malaking pinsala. Ito ang dahilan kung bakit napakahalaga ng mabuting kalusugan at emosyonal na katatagan para sa mga piloto. Kung ang paglipad ay maayos at ang sound barrier ay nalampasan nang mabilis hangga't maaari, kung gayon ang piloto o anumang posibleng mga pasahero ay hindi makakaramdam ng anumang partikular na hindi kasiya-siyang sensasyon. Ang isang sasakyang panghimpapawid ng pananaliksik ay partikular na itinayo upang basagin ang sound barrier noong Enero 1946. Ang paglikha ng makina ay sinimulan ng isang utos mula sa Ministri ng Depensa, ngunit sa halip na mga sandata ay pinalamanan ito ng mga kagamitang pang-agham na sinusubaybayan ang operating mode ng mga mekanismo at instrumento. Ang eroplanong ito ay parang modernong cruise missile na may built-in na rocket engine. Nabasag ng eroplano ang sound barrier noong pinakamataas na bilis 2736 km/h.

Verbal at materyal na mga monumento sa pagsakop sa bilis ng tunog

Ang mga tagumpay sa paglabag sa sound barrier ay lubos na pinahahalagahan ngayon. Kaya, ang eroplano kung saan unang nalampasan ito ni Chuck Yeager ay naka-display na ngayon sa National Air and Space Museum, na matatagpuan sa Washington. Pero teknikal na mga detalye ang imbensyon ng tao na ito ay magiging maliit na halaga kung wala ang mga merito ng piloto mismo. Si Chuck Yeager ay dumaan sa flight school at nakipaglaban sa Europa, pagkatapos ay bumalik siya sa England. Ang hindi patas na pagbubukod sa paglipad ay hindi nasira ang diwa ni Yeager, at nakamit niya ang isang pagtanggap sa Commander-in-Chief ng European Armed Forces. Sa mga taon na natitira hanggang sa katapusan ng digmaan, si Yeager ay nakibahagi sa 64 na misyon ng labanan, kung saan binaril niya ang 13 sasakyang panghimpapawid. Si Chuck Yeager ay bumalik sa kanyang tinubuang-bayan na may ranggo ng kapitan. Ang kanyang mga katangian ay nagpapahiwatig ng kahanga-hangang intuwisyon, hindi kapani-paniwalang pagtitiis at pagtitiis sa mga kritikal na sitwasyon. Higit sa isang beses nagtakda si Yeager ng mga tala sa kanyang eroplano. Ang kanyang karagdagang karera ay sa mga yunit ng Air Force, kung saan nagsanay siya ng mga piloto. Ang huling beses na sinira ni Chuck Yeager ang sound barrier ay 74 taong gulang, na noong ikalimampung anibersaryo ng kanyang kasaysayan ng paglipad at noong 1997.

Mga kumplikadong gawain ng mga tagalikha ng sasakyang panghimpapawid

Ang sikat sa mundo na MiG-15 na sasakyang panghimpapawid ay nagsimulang malikha sa sandaling napagtanto ng mga developer na imposibleng umasa lamang sa pagsira sa sound barrier, ngunit ang mga kumplikadong teknikal na problema ay kailangang malutas. Bilang isang resulta, ang isang makina ay nilikha nang matagumpay na ang mga pagbabago nito ay pumasok sa serbisyo iba't-ibang bansa. Iba't iba mga tanggapan ng disenyo sumali sa isang uri ng kompetisyon, na ang premyo ay isang patent para sa pinakamatagumpay at functional na sasakyang panghimpapawid. Ang mga sasakyang panghimpapawid na may mga swept wings ay binuo, na isang rebolusyon sa kanilang disenyo. Ang perpektong aparato ay kailangang maging malakas, mabilis at hindi kapani-paniwalang lumalaban sa anumang panlabas na pinsala. Ang mga swept wings ng mga eroplano ay naging isang elemento na nakatulong sa kanila na triplehin ang bilis ng tunog. Pagkatapos ay patuloy itong tumaas, na ipinaliwanag ng pagtaas ng lakas ng makina, ang paggamit ng mga makabagong materyales at pag-optimize ng mga aerodynamic na parameter. Ang pagtagumpayan sa sound barrier ay naging posible at totoo kahit para sa isang hindi propesyonal, ngunit hindi ito ginagawang mas mapanganib, kaya ang sinumang matinding mahilig sa sports ay dapat na matino na suriin ang kanilang mga lakas bago magpasya sa naturang eksperimento.

Minsan kapag lumilipad ang isang jet plane sa kalangitan, makakarinig ka ng malakas na putok na parang isang pagsabog. Ang "pagsabog" na ito ay resulta ng pagsira ng sasakyang panghimpapawid sa sound barrier.

Ano ang sound barrier at bakit may naririnig tayong pagsabog? AT na unang bumasag sa sound barrier ? Isasaalang-alang natin ang mga tanong na ito sa ibaba.

Ano ang sound barrier at paano ito nabuo?

Ang aerodynamic sound barrier ay isang serye ng mga phenomena na sumasabay sa paggalaw ng anumang sasakyang panghimpapawid (eroplano, rocket, atbp.) na ang bilis ay katumbas o lumalampas sa bilis ng tunog. Sa madaling salita, ang aerodynamic na "sound barrier" ay isang matalim na pagtalon sa air resistance na nangyayari kapag ang isang sasakyang panghimpapawid ay umabot sa bilis ng tunog.

Ang mga sound wave ay naglalakbay sa espasyo sa isang tiyak na bilis, na nag-iiba depende sa taas, temperatura at presyon. Halimbawa, sa antas ng dagat ang bilis ng tunog ay humigit-kumulang 1220 km/h, sa taas na 15 thousand m – hanggang 1000 km/h, atbp. Kapag ang bilis ng isang sasakyang panghimpapawid ay lumalapit sa bilis ng tunog, ang ilang mga load ay inilalapat dito. Sa normal na bilis (subsonic), ang ilong ng sasakyang panghimpapawid ay "nagmamaneho" ng isang alon ng naka-compress na hangin sa harap nito, ang bilis nito ay tumutugma sa bilis ng tunog. Ang bilis ng alon ay mas malaki kaysa sa normal na bilis ng sasakyang panghimpapawid. Bilang resulta, malayang dumadaloy ang hangin sa buong ibabaw ng sasakyang panghimpapawid.

Ngunit, kung ang bilis ng sasakyang panghimpapawid ay tumutugma sa bilis ng tunog, ang compression wave ay nabuo hindi sa ilong, ngunit sa harap ng pakpak. Bilang isang resulta, ang isang shock wave ay nabuo, na nagdaragdag ng pagkarga sa mga pakpak.

Upang malampasan ng isang sasakyang panghimpapawid ang sound barrier, bilang karagdagan sa isang tiyak na bilis, dapat itong magkaroon ng isang espesyal na disenyo. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga designer ng sasakyang panghimpapawid ay bumuo at gumamit ng isang espesyal na aerodynamic wing profile at iba pang mga trick sa paggawa ng sasakyang panghimpapawid. Sa sandaling masira ang sound barrier, ang piloto ng isang modernong supersonic na sasakyang panghimpapawid ay nakakaramdam ng mga vibrations, "jumps" at "aerodynamic shock", na sa lupa ay nakikita natin bilang isang pop o pagsabog.

Sino ang unang bumasag sa sound barrier?

Ang tanong ng "mga pioneer" ng sound barrier ay kapareho ng tanong ng mga unang explorer ng kalawakan. Sa tanong na " Sino ang unang bumagsak sa supersonic na hadlang? ? Maaari kang magbigay ng iba't ibang mga sagot. Ito ang unang taong bumagsak sa sound barrier, at ang unang babae, at, kakaiba, ang unang device...

Ang unang taong nakabasag ng sound barrier ay ang test pilot na si Charles Edward Yeager (Chuck Yeager). Noong Oktubre 14, 1947, ang kanyang eksperimentong Bell X-1 na sasakyang panghimpapawid, na nilagyan ng rocket engine, ay pumasok sa isang mababaw na dive mula sa taas na 21,379 m sa itaas ng Victorville (California, USA), at naabot ang bilis ng tunog. Ang bilis ng eroplano sa sandaling iyon ay 1207 km/h.

Sa buong kanyang karera, ang piloto ng militar ay gumawa ng isang malaking kontribusyon sa pag-unlad ng hindi lamang ng Amerikano abyasyong militar, ngunit pati na rin ang mga astronautika. Tinapos ni Charles Elwood Yeager ang kanyang karera bilang isang heneral sa US Air Force, na bumisita sa maraming bahagi ng mundo. Ang karanasan ng isang piloto ng militar ay naging kapaki-pakinabang kahit sa Hollywood nang magtanghal ng mga nakamamanghang aerial stunt sa tampok na pelikulang "The Pilot."

Ang kuwento ni Chuck Yeager tungkol sa paglabag sa sound barrier ay isinalaysay sa pelikulang "The Right Guys," na nanalo ng apat na Oscars noong 1984.

Iba pang "conquerors" ng sound barrier

Bilang karagdagan kay Charles Yeager, na siyang unang bumasag sa sound barrier, mayroong iba pang mga may hawak ng record.

Ang unang piloto ng pagsubok ng Sobyet - Sokolovsky (Disyembre 26, 1948).
Ang unang babae ay ang Amerikanong si Jacqueline Cochran (Mayo 18, 1953). Lumilipad sa Edwards Air Force Base (California, USA), nabasag ng kanyang F-86 aircraft ang sound barrier sa bilis na 1223 km/h.
Ang unang sasakyang panghimpapawid ng sibilyan ay ang American passenger airliner na Douglas DC-8 (Agosto 21, 1961). Ang paglipad nito, na naganap sa taas na humigit-kumulang 12.5 libong m, ay eksperimento at inayos na may layuning mangolekta ng data na kinakailangan para sa hinaharap na disenyo ng mga nangungunang gilid ng mga pakpak.
Unang kotse na nasira ang sound barrier - Thrust SSC (Oktubre 15, 1997).
Ang unang taong nakabasag ng sound barrier sa free fall ay ang American Joe Kittinger (1960), na nag-parachute mula sa taas na 31.5 km. Gayunpaman, pagkatapos nito, lumipad sa ibabaw ng lungsod ng Roswell sa Amerika (New Mexico, USA) noong Oktubre 14, 2012, ang Austrian na si Felix Baumgartner ay nagtakda ng isang world record sa pamamagitan ng pag-iwan ng isang lobo na may parasyut sa taas na 39 km. Ang bilis nito ay humigit-kumulang 1342.8 km/h, at ang pagbaba nito sa lupa, karamihan sa mga ito ay nasa free fall, ay tumagal lamang ng 10 minuto.
Ang rekord ng mundo para sa pagsira sa sound barrier ng isang sasakyang panghimpapawid ay kabilang sa hypersonic air-to-ground missile X-15 (1967), na ngayon ay nasa serbisyo kasama ang hukbo ng Russia. Ang bilis ng rocket sa taas na 31.2 km ay 6389 km/h. Nais kong tandaan na ang pinakamataas na posibleng bilis ng paggalaw ng tao sa kasaysayan ng manned aircraft ay 39,897 km/h, na naabot noong 1969 ng American sasakyang pangkalawakan"Apollo 10".

Ang unang imbensyon upang masira ang sound barrier

Kakatwa, ang unang imbensyon na bumasag sa sound barrier ay... isang simpleng latigo, na naimbento ng sinaunang Tsino 7 libong taon na ang nakalilipas.

Bago ang pag-imbento ng instant photography noong 1927, walang sinuman ang mag-iisip na ang crack ng isang latigo ay hindi lamang isang strap na tumatama sa hawakan, ngunit isang miniature supersonic click. Sa panahon ng isang matalim na ugoy, isang loop ay nabuo, ang bilis ng kung saan ay tumataas ng ilang sampu-sampung beses at sinamahan ng isang pag-click. Sinira ng loop ang sound barrier sa bilis na humigit-kumulang 1200 km/h.

Ang sound barrier ay isang phenomenon na nangyayari sa panahon ng paglipad ng isang sasakyang panghimpapawid o rocket sa sandali ng paglipat mula sa subsonic hanggang supersonic na bilis ng paglipad sa atmospera. Habang papalapit ang bilis ng sasakyang panghimpapawid sa bilis ng tunog (1200 km/h), lumilitaw ang isang manipis na rehiyon sa hangin sa harap nito, kung saan nangyayari ang isang matalim na pagtaas sa presyon at density ng hangin. Ang compaction na ito ng hangin sa harap ng isang lumilipad na sasakyang panghimpapawid ay tinatawag na shock wave. Sa lupa, ang pagpasa ng shock wave ay nakikita bilang isang putok, katulad ng tunog ng isang putok ng baril. Ang pagkakaroon ng lumampas sa bilis ng tunog, ang eroplano ay dumadaan sa lugar na ito ng tumaas na density ng hangin, na parang tinutusok ito - sinira ang sound barrier. Sa loob ng mahabang panahon, ang pagsira sa sound barrier ay tila isang seryosong problema sa pag-unlad ng aviation. Upang malutas ito, kinakailangan upang baguhin ang profile at hugis ng pakpak ng sasakyang panghimpapawid (ito ay naging mas payat at swept-back), gawing mas matulis ang harap na bahagi ng fuselage at magbigay ng kasangkapan sa sasakyang panghimpapawid mga jet engine. Ang bilis ng tunog ay unang nalampasan noong 1947 ni Charles Yeager sa isang Bell X-1 aircraft (USA) na may likidong rocket engine na inilunsad mula sa isang Boeing B-29 na sasakyang panghimpapawid. Sa Russia, ang unang bumagsak sa sound barrier noong 1948 ay ang piloto ng O.V.

Video.

Bilis ng tunog.

Ang bilis ng pagpapalaganap (kamag-anak sa daluyan) ng mga maliliit na kaguluhan sa presyon. Sa isang perpektong gas (halimbawa, sa hangin sa katamtamang temperatura at presyon) S. z. ay hindi nakasalalay sa likas na katangian ng nagpapalaganap ng maliit na kaguluhan at pareho ito para sa mga monochromatic oscillations ng iba't ibang frequency () at para sa mahinang shock waves. Sa isang perpektong gas sa itinuturing na punto sa kalawakan, ang S. z. a ay nakasalalay lamang sa komposisyon ng gas at ang ganap na temperatura nito T:
a = (dp/d(())1/2 = ((()p/(())1/2 = ((()RT/(())1/2,
kung saan ang dp/d(() - derivative ng pressure na may kinalaman sa density para sa isang isentropic na proseso, (-) - adiabatic exponent, R - unibersal na gas constant, (-) - molecular weight (sa hangin isang 20.1T1/2 m/s sa 0 (°)C a = 332 m/s).
Sa isang gas na may physicochemical transformations, halimbawa, sa isang dissociating gas, S. z. ay depende sa kung paano - equilibrium o nonequilibrium - ang mga prosesong ito ay nangyayari sa disturbance wave. Sa thermodynamic equilibrium S. z. depende lamang sa komposisyon ng gas, temperatura at presyon nito. Kapag ang mga prosesong physicochemical ay nangyayari sa isang hindi balanseng paraan, ang sound dispersion ay nangyayari, iyon ay, sound dispersion. nakasalalay hindi lamang sa estado ng daluyan, kundi pati na rin sa dalas ng mga oscillation (). Ang mga high-frequency oscillations ((tm), ()) - relaxation time) ay kumakalat mula sa frozen solar system. aj, low-frequency ((,) 0) - na may equilibrium S. z. ae, at aj > ae. Ang pagkakaiba sa pagitan ng aj at ai ay karaniwang maliit (sa hangin sa T = 6000(°)C at p = 105 Pa ito ay humigit-kumulang 15%). Sa mga likido S. z. makabuluhang mas mataas kaysa sa gas (sa tubig isang 1500 m/s)

Ang isang hindi pangkaraniwang larawan ay minsan ay mapapansin sa panahon ng paglipad ng jet aircraft, na tila lumilitaw mula sa isang ulap ng fog. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na Prandtl-Gloert effect at binubuo ng hitsura ng isang ulap sa likod ng isang bagay na gumagalaw sa transonic na bilis sa mga kondisyon ng mataas na kahalumigmigan ng hangin.

Ang dahilan para sa hindi pangkaraniwang kababalaghan na ito ay ang paglipad ng tao mataas na bilis Ang isang eroplano ay lumilikha ng isang lugar na may mataas na presyon ng hangin sa harap nito at isang lugar na may mababang presyon sa likod nito. Matapos lumipas ang eroplano, ang lugar ng mababang presyon ay nagsisimulang punan ng nakapaligid na hangin. Sa kasong ito, dahil sa sapat na mataas na pagkawalang-kilos ng mga masa ng hangin, una ang buong lugar ng mababang presyon ay napuno ng hangin mula sa mga kalapit na lugar na katabi ng lugar ng mababang presyon.

Ang prosesong ito ay lokal na isang prosesong adiabatic, kung saan tumataas ang volume na inookupahan ng hangin at bumababa ang temperatura nito. Kung ang halumigmig ng hangin ay sapat na mataas, ang temperatura ay maaaring bumaba sa isang halaga na ito ay mas mababa sa punto ng hamog. Pagkatapos, ang singaw ng tubig na nasa hangin ay namumuo sa maliliit na patak, na bumubuo ng isang maliit na ulap.

Naki-click na 2600 px

Habang ang presyon ng hangin ay normalize, ang temperatura sa loob nito ay tumataas at muling tumataas sa ibabaw ng dew point, at ang ulap ay mabilis na natunaw sa hangin. Karaniwan ang buhay nito ay hindi lalampas sa isang bahagi ng isang segundo. Samakatuwid, kapag lumipad ang isang eroplano, lumilitaw na sinusundan ito ng ulap - dahil sa ang katunayan na ito ay patuloy na bumubuo kaagad sa likod ng eroplano at pagkatapos ay nawawala.

Mayroong isang karaniwang maling kuru-kuro na ang hitsura ng isang ulap dahil sa Prandtl-Glauert effect ay nangangahulugan na ito ang sandali na sinira ng sasakyang panghimpapawid ang sound barrier. Sa ilalim ng mga kondisyon ng normal o bahagyang tumaas na kahalumigmigan, ang isang ulap ay nabubuo lamang sa mataas na bilis, malapit sa bilis ng tunog. Kasabay nito, kapag lumilipad sa mababang altitude at sa mga kondisyon ng napakataas na kahalumigmigan (halimbawa, sa ibabaw ng karagatan), ang epektong ito ay maaaring maobserbahan sa mga bilis na mas mababa kaysa sa bilis ng tunog.

Naki-click na 2100 px

May hindi pagkakaunawaan sa "clap" na dulot ng hindi pagkakaunawaan sa terminong "sound barrier." Ang "pop" na ito ay tama na tinatawag na "sonic boom." Ang isang eroplano na gumagalaw sa supersonic na bilis ay lumilikha ng mga shock wave at presyon ng hangin sa paligid ng hangin. Sa isang pinasimpleng paraan, ang mga alon na ito ay maaaring isipin bilang isang kono na kasama ng paglipad ng isang sasakyang panghimpapawid, na ang tuktok, kumbaga, ay nakatali sa ilong ng fuselage, at ang mga generatrice na nakadirekta laban sa paggalaw ng sasakyang panghimpapawid at kumakalat nang medyo malayo. , halimbawa, sa ibabaw ng lupa.

Naki-click na 2500 px

Kapag ang hangganan ng haka-haka na kono, na nagmamarka sa harap ng pangunahing alon ng tunog, ay umabot sa tainga ng tao, isang matalim na pagtalon sa presyon ang maririnig bilang isang palakpak. Ang sonic boom, na parang nakatali, ay sumasabay sa buong paglipad ng sasakyang panghimpapawid, sa kondisyon na ang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw nang sapat na mabilis, kahit na sa patuloy na bilis. Ang palakpak ay tila ang daanan ng pangunahing alon ng isang sonic boom sa isang nakapirming punto sa ibabaw ng lupa, kung saan, halimbawa, ang nakikinig ay matatagpuan.

Sa madaling salita, kung ang isang supersonic na eroplano ay nagsimulang lumipad pabalik-balik sa ibabaw ng tagapakinig sa isang pare-pareho ngunit supersonic na bilis, kung gayon ang putok ay maririnig sa bawat oras, ilang oras pagkatapos lumipad ang eroplano sa ibabaw ng tagapakinig sa medyo malapit na distansya.

Ngunit tingnan kung anong kawili-wiling kuha! Ito ang unang pagkakataon na nakita ko ito!

Naki-click na 1920 px - kanino sa mesa!