Vad är ljudbarriären. Övervinna ljudbarriären

Vad kan vi föreställa oss när vi hör uttrycket"Sound barrier"? En viss gräns och barriär, som övervägande kan på allvar påverka hörsel och välbefinnande. Normalt är ljudbarriären korrelerad med erövring av luftrummet och pilots yrke.

Att övervinna detta hinder kan provocerautveckling av kroniska sjukdomar, smärtssyndrom och allergiska reaktioner. Är dessa åsikter korrekta eller är de stereotyper som har upprättats? Har de en verklig grund? Vad är en ljudbarriär? Hur och varför uppstår det? Allt detta och några ytterligare nyanser, liksom historiska fakta relaterade till detta koncept, kommer vi att försöka hitta i denna artikel.

Denna mystiska vetenskap - aerodynamik

I vetenskapen om aerodynamik, utformad för att förklara fenomenen som följer med rörelsen
flygplan, det finns ett koncept"Ljudbarriär". Detta är en serie fenomen som uppstår vid flyttning av supersoniska flygplan eller missiler som rör sig i hastigheter nära ljudets hastighet eller stora.

Vad är en chockvåg?

I processen med supersoniskt flöde förbi apparatenflöde i vindtunneln finns en chockvåg. Hennes fotspår kan ses även med blotta ögat. På marken uttrycks de i en gul linje. Utanför stötvågens kona, framför den gula linjen, på marken är planet inte ens hörbar. Vid en hastighet som överstiger ljudet utsätts kropparna för strömning runt ljudströmmen, vilket medför en chockvåg. Det kan inte vara en, beroende på kroppens form.

Stötvågstransformation

Den främre delen av chockvågen, som ibland kallaschockvåg, har en ganska liten tjocklek vilket gör att man ändå kan spåra de diskontinuerliga förändringarna i flödesegenskaperna, minskningen av dess hastighet i förhållande till kroppen och motsvarande ökning i gasens tryck och temperatur i flödet. I detta fall transformeras den kinetiska energin partiellt till gasens inre energi. Antalet av dessa förändringar beror direkt på supersoniskt flödes hastighet. När chockvågan rör sig bort från apparaten minskar tryckfallet och chockvågan omvandlas till ljud. Det kan nå en yttre observatör som hör ett karakteristiskt ljud som liknar en explosion. Det finns en åsikt att detta indikerar att enheten når ljudets hastighet när ljudspärren lämnar planet bakom.

Vad händer verkligen?

Det så kallade ögonblicket att övervinna den soniskaBarriären i praktiken är passage av en chockvåg med flygmotorns ökande rumble. Nu är enheten före det medföljande ljudet, så motorns buzz kommer att höras efter det. Tillnärmning av flygplan hastighet till ljudets hastighet möjliggörs även under andra världskriget, men piloterna märkt varningssignaler i flygplanet.

Efter kriget, många flygplan designers ochPiloterna försökte nå ljudets hastighet och övervinna ljudbarriären, men många av dessa försök slutade tragiskt. Pessimistiska forskare hävdade att denna gräns inte kan överträffas. Långt från experimentell men vetenskapligt var det möjligt att förklara naturen av begreppet "ljudbarriär" och hitta sätt att övervinna det.

Rekommendationerna för säkra flygningar

Säkra flyg till nära ljud ochSupersoniska hastigheter är möjliga när man undviker en vågkris, vars uppkomst beror på flygplanets aerodynamiska parametrar och höjden på den producerade flygningen. Övergångar från en hastighetsnivå till en annan ska ske så snabbt som möjligt med tillämpning av efterbrännare, vilket kommer att bidra till att undvika en lång flygning i vågkriszonen. Vågkris som koncept kom från vattentransport. Han uppträdde vid fartygets rörelse i en hastighet nära vågornas hastighet på vattnets yta. Att falla i en vågkris medför en svårighet i hastighetsutvecklingen, och om det är möjligt att övervinna vågkrisen så enkelt som möjligt, så är det möjligt att gå in i regimen för glidning eller glidning på vattenytan.

Historia i flygplanshantering

Den första personen som nådde supersonicflyghastighet på ett experimentflygplan, är en amerikansk pilot Chuck Yeager. Hans prestation noterades i historien den 14 oktober 1947. På Sovjetunionens territorium överträffades ljudbarriären den 26 december 1948 av Sokolovsky och Fedorov, som sprang en erfaren fighter.

Från civila flygplan var jag först att övervinnaljudpassagerpassager Douglas DC-8, som den 21 augusti 1961 nått en hastighet på 1.012 M eller 1262 km / h. Uppdraget var att samla in data för vingeens design. Bland flygplanen fastställdes världsrekordet av en hypersonisk aeroballistisk missil, som är i tjänst med den ryska armén. I en höjd av 31,2 kilometer utvecklade raketen en hastighet på 6389 km / h.

Efter 50 år efter övervinna ljudbarriärenI luften gjorde engelsmannen Andy Green en liknande prestation på bilen. I fritt fall försökte han bryta rekordet American Joe Kittinger, som erövrade höjden på 31,5 kilometer. Idag, den 14 oktober 2012, satte Felix Baumgartner världsrekordet, utan hjälp av transport, i fria fall från en höjd av 39 kilometer, bryta ljudbarriären. Hastigheten uppnådde således 1342,8 kilometer per timme.

Den mest ovanliga övervinningen av ljudbarriären

Konstigt att tänka, men världens första uppfinning,överträffade denna gräns, var den vanliga piska, som uppfanns av den antika kinesen för nästan 7 tusen år sedan. Nästan innan uppfinningen av omedelbar fotografi 1927, ingen misstänkte att piska klicka - en miniatyr sonic boom. En vass sving bildar en slinga och hastigheten stiger kraftigt vilket bekräftar klicket. Ljudbarriären övervinns med en hastighet av cirka 1200 km / h.

Galen av den bullrigaste staden

Inte undra på att invånare i små städer upplever en chock,ser huvudstaden för första gången. Transportens överflöd, hundratals restauranger och nöjescenter är förvirrande och knackar ut ur den vanliga rutan. Början av våren i huvudstaden är vanligtvis från april, och inte den upproriska stormiga mars. I april finns det en klar himmel, stränder körs och knoppar blommar. Människor som är trötta på den långa vintern, öppnar fönstren bredvid solen, och gata buller brister in i husen. På gatan sjunger fåglarna djärvt, konstnärer sjunger, glada studenter reciterar dikter, för att inte nämna bullret i trafikstockningar och tunnelbanor. Anställda inom hygienavdelningen noterar att det är skadligt länge att vara i en bullriga stad. Kapitelens ljudbakgrund består av transport,
flygplan, industriell och hushållsbrus. De mest skadliga är bara bilbullret, när flygplanet flyger tillräckligt högt och bullret från företagen löser sig i sina byggnader. Den konstanta rumpan av bilar på särskilt livliga motorvägar överstiger alla tillåtna norm två gånger. Hur överträffar ljudbarriären i huvudstaden? Moskva är farligt med ett överflöd av ljud, så invånarna i huvudstaden installerar dubbelglasade fönster för att dämpa bullret.

Hur stormas ljudbarriären?

Fram till 1947 fanns det inget bevis påkänna personen i flygplanets cockpit, som flyger snabbare än ljudet. Som det visade sig, övervinner ljudbarriären viss styrka och mod. Under flygningen blir det klart att det inte finns några garantier för överlevnad. Till och med en professionell pilot kan inte säkert säga huruvida flygplanets konstruktion tål elementets angrepp. Om några minuter kan flygplanet helt enkelt falla ifrån varandra. Hur förklaras detta? Det bör noteras att rörelsen med subsonisk hastighet skapar akustiska vågor som sprids som cirklar från en fallen sten. Supersonisk hastighet exciterar chockvågor, och en person som står på marken hör ett ljud som ser ut som en explosion. Utan kraftfulla datorer var det svårt att lösa komplexa differentialekvationer, och vi måste förlita oss på att blåsa modeller i vindtunnelar. Ibland, med otillräcklig acceleration av flygplanet når chockvågen en sådan nivå att fönstren från husen flyger över vilken flygplanet flyger. Övervinna ljudbarriären kan inte alla, eftersom det för närvarande skakar hela strukturen, kan betydande skador få bifogningsenheten. Därför är stark hälsa och känslomässig stabilitet så viktig för piloter. Om flygningen går försiktigt, och ljudbarriären övervinnas så snabbt som möjligt, kommer varken piloten eller möjliga passagerare att känna särskilt obehagliga känslor. Speciellt för erövring av ljudbarriären byggdes ett forskningsflygplan i januari 1946. Skapandet av maskinen initierades av Försvarsdepartementets order, men i stället för vapen fylldes den av vetenskaplig utrustning som spårade driftsätten för mekanismer och anordningar. Detta flygplan var som en modern kryssningsmissil med inbyggd raketmotor. Flygplanet överträffade ljudbarriären med en maximal hastighet av 2736 km / h.

Verbala och materiella monument till erövring av ljudets hastighet

Prestationer för att övervinna ljudbarriären högvärderas fortfarande idag. Så, planet, som Chuck Yeager först överträffade det, är nu utställt på National Museum of Aeronautics and Cosmonautics, som ligger i Washington. Men de tekniska parametrarna för denna mänskliga uppfinning skulle inte vara värda mycket utan pilotens egenart. Chuck Yeager passerade flygskolan och slogs i Europa, varefter han återvände till England. Otillbörlig utflykt från flygningarna bröt inte Yegers ande och han fick inträde från befälhavaren för Europas trupper. Under åren som var kvar till krigets slut deltog Yeager i 64 stridsvagnar, där han slog ner 13 flygplan. Tillbaka hemma återvände Chuck Yeager med titeln på kaptenen. I sin beskrivning indikeras fenomenell intuition, otrolig kyla och uthållighet i kritiska situationer. Mer än en gång satt Yeager rekord på sitt plan. Hans fortsatta karriär var i flygvapnet, där han utförde utbildning för piloter. Förra gången Chuck Yeager överträffade ljudbarriären på 74 år, vilket var på femtioårsjubileet av sin flyghistoria och 1997.

Komplexa uppgifter för skaparna av flygplan

Känd för hela världen MiG-15 flygplanskapa i en tid då utvecklarna insåg att det är omöjligt att basera bara på att övervinna ljudbarriären, men komplexa tekniska uppgifter bör lösas. Som ett resultat blev maskinen skapad så framgångsrik att dess modifieringar antogs av olika länder. Flera olika designkontor var inblandade i en slags konkurrenskraftig kamp, ​​priset i vilket var ett patent för det mest framgångsrika och funktionella flygplanet. Utvecklade flygplan med svepade vingar, vilket var en revolution i sin design. Den ideala apparaten måste vara kraftfull, snabb och oerhört resistent mot eventuell skada från utsidan. Flygplanets svepade vingar blev ett element som hjälpte dem tredubbla ljudets hastighet. Därefter fortsatte flygplanets hastighet, vilket förklarades av ökningen av motoreffekten, användningen av innovativa material och optimering av aerodynamiska parametrar. Överlämnande av ljudbarriären blev möjlig och verklig även för lekman, men det blir inte mindre farligt, därför bör någon extremist rimligen bedöma sin styrka innan han bestämmer sig för ett sådant experiment.