Каква е звуковата бариера. Преодоляване на звуковата бариера

Какво си представяме, когато чуем израза"Звукова бариера"? Определено ограничение и бариера, чието преодоляване може сериозно да засегне слуха и благосъстоянието. Обикновено звуковата бариера е свързана с завладяването на въздушното пространство и професията на пилота.

Преодоляването на тази пречка може да предизвикаразвитие на хронични заболявания, синдроми на болката и алергични реакции. Дали тези мнения са верни или са ли създадени стереотипи? Имат ли реална база? Какво представлява звукова бариера? Как и защо възниква това? Всичко това и някои допълнителни нюанси, както и исторически факти, свързани с тази концепция, ще се опитаме да разберем в тази статия.

Тази мистериозна наука - аеродинамика

В науката за аеродинамика, предназначена да обясни явленията, придружаващи движението
самолети, има концепция"Звукова бариера". Това е поредица от явления, които възникват при преместване на свръхзвукови самолети или ракети, които се движат със скорости близки до скоростта на звука или големи.

Какво представлява ударна вълна?

В процеса на свръхзвуков поток през апаратапоток в аеродинамичния тунел има ударна вълна. Нейните отпечатъци могат да се видят дори и с просто око. На земята те се изразяват в жълта линия. Извън конуса на ударна вълна, пред жълтата линия, на земята равнината дори не се чува. При скорост, превишаваща звука, телата се подлагат на поток около звуковия поток, което води до ударна вълна. Тя може да не е една, в зависимост от формата на тялото.

Трансформация на ударна вълна

Предната част на ударна вълна, която понякога се наричаударна вълна, има относително малка дебелина, която въпреки това позволява да се проследи резки промени в течливи свойства, намалява скоростта му спрямо тялото и съответно увеличаване на температурата на налягане и газ в потока. В този случай кинетичната енергия се трансформира частично във вътрешната енергия на газа. Броят на тези промени директно зависи от скоростта на свръхзвуков поток. Тъй като ударна вълна се отдалечава от апарата, падането на налягането намалява и ударна вълна се преобразува в звук. Той може да достигне външен наблюдател, който ще чуе характерен звук, наподобяващ експлозия. Има мнение, че това показва, че устройството достига скоростта на звука, когато звуковата бариера напусне самолета.

Какво наистина се случва?

Така нареченият момент на преодоляване на звукаБариерата на практика е преминаването на ударна вълна с нарастващия ръмжене на двигателите на самолетите. Сега уредът е пред съпровождащия звук, така че звукът на двигателя ще бъде чут след него. Сближаване на скорост самолет до скоростта на звука е възможно дори и по време на Втората световна война, но пилотите забелязали предупредителните сигнали в самолета.

След войната много дизайнери иПилотите се опитаха да достигнат скоростта на звука и да преодолеят звуковата бариера, но много от тези опити завършиха трагично. Песимистичните учени твърдят, че тази граница не може да бъде надминавана. Далеч от експериментално, но научно, беше възможно да се обясни естеството на понятието "здрава бариера" и да се намерят начини за преодоляването й.

Препоръките за безопасни полети

Безопасни полети до почти звук исвръхзвукови скорости, като се избягва евентуална криза вълна, чието настъпване зависи от аеродинамичните параметри на самолета, а височината на произведената филтъра. Преходите от едно ниво на друго скорост трябва да се извършват възможно най-бързо с използването на форсаж, което ще помогне да се избегнат дълъг полет в вълна на кризата зона. Вълната криза като концепция идва от водния транспорт. Той се появи по време на движението на кораби със скорост близка до скоростта на вълните по повърхността на водата. Свържи се с кризата на вълната води до ръст на трудност, и ако е възможно, само за да се преодолее кризата вълна, а след това можете да отидете на плъзгане или плъзгащи режим на повърхността на водата.

История в управлението на самолетите

Първият човек, който стигна до свръхзвуковскорост на полет на експериментален самолет, е американски пилот Чък Йейгър. Неговото постижение е забелязано в историята на 14 октомври 1947 г. В СССР, звуковата бариера е преодоляна 26-ти декември, 1948 Соколовски и Фьодоров, който се кандидатира опитен боец.

От гражданските въздухоплавателни средства бях първият, който преодолясолидна бариера за пътнически линии Douglas DC-8, която на 21 август 1961 г. достига скорост 1.012 млн. или 1262 км / ч. Мисията беше да се съберат данни за дизайна на крилото. Сред летателните апарати световният рекорд бе поставен от свръхзвукова аеробалистична ракета въздух-повърхност, която е в експлоатация с руската армия. На височина от 31,2 километра ракетата развива скорост от 6389 км / ч.

След 50 години след преодоляване на звуковата бариеравъв въздуха англичанин Анди Грийн направи подобно постижение в колата. При свободното си падане се опита да пречупи рекорда американеца Джо Китингер, който завладя височината на 31,5 километра. Днес, 14 октомври 2012 г., Феликс Баумгартнер постави световния рекорд, без помощта на транспорта, в свободно падане от височина 39 километра, като наруши звуковата бариера. Скоростта му достига 1342,8 километра в час.

Най-необичайното преодоляване на звуковата бариера

Странно е да се мисли, но първото изобретение в света,преодоля тази граница, беше обичайният камшик, изобретен от древните китайци преди близо 7 хиляди години. Почти преди изобретяването на непосредствена фотография през 1927 г., никой дори не подозираше, че натискането на бич е миниатюрен звуков удар. Острият ход формира цикъл, а скоростта се повишава рязко, което потвърждава клипа. Звуковата бариера е преодоляна със скорост около 1200 км / ч.

Загадката на най-шумния град

Нищо чудно, че жителите на малките градове изпитват шок,виждайки капитала за първи път. Изобилието на транспорта, стотиците ресторанти и развлекателните центрове са объркващи и излизат от обичайните маршрути. Началото на пролетта в столицата обикновено датира от април, а не бунтовния бурни март. През април има ясното небе, течащите наклони и пъпките цъфтят. Хората, уморени от дългата зима, отварят прозорците широко към слънцето и шума на улицата се пръска в къщите. На улицата птиците пеят оглушително, артистите пеят, веселите студенти рецитират стихотворения, да не говорим за шума в задръстванията и метрото. Служители на хигиенните отделения отбелязват, че дълго време е вредно да се намира в шумен град. Здравият фон на столицата се състои от транспорт,
въздухоплавателни средства, промишлен и битов шум. Най-вредно е просто шумът от колата, тъй като самолетът летят достатъчно високо и шумът от предприятията се разтваря в сградите им. Непрекъснатото гърмене на автомобили на особено оживени автомагистрали надхвърля всички допустими норми два пъти. Как преодолява звуковата бариера в столицата? Москва е опасна с изобилие от звуци, така че жителите на столицата инсталират двойни стъкла, за да заглушат шума.

Как се взривява звуковата бариера?

До 1947 г. няма доказателства за товаусещане на човека в пилотската кабина на самолета, който лети по-бързо от звука. Както се оказа, преодоляването на звуковата бариера изисква определена сила и смелост. По време на полета става ясно, че няма гаранции за оцеляване. Дори професионален пилот не може да каже със сигурност дали дизайнът на самолета ще издържи на атаката на елементите. Само за няколко минути самолетът може просто да се разпадне. Как се обяснява това? Трябва да се отбележи, че движението с дозвукова скорост създава акустични вълни, които се разпръскват като кръгове от паднали камъни. Свръхзвуковата скорост вълнува ударни вълни, а човек, който стои на земята, чува звук, който прилича на експлозия. Без мощни компютри е трудно да се решат сложни диференциални уравнения и ние трябваше да разчитаме на разпенващите модели в аеродинамичните тунели. Понякога, при недостатъчно ускорение на самолета, ударната вълна достига такова ниво, че прозорците от къщите, които летят, над които летят самолетът. Преодоляване на звуковата бариера не може всички, защото в този момент разклащане на цялата структура, значителни щети могат да получат прикачното устройство. Ето защо силната здравословна и емоционална стабилност са толкова важни за пилотите. Ако полетът върви леко и звуковата бариера се преодолее възможно най-бързо, нито пилотът, нито възможните пътници ще почувстват особено неприятни усещания. Специално за завладяването на звуковата бариера, през януари 1946 г. е построен изследователски самолет. Създаването на машината е инициирано по заповед на Министерството на отбраната, но вместо оръжия е пълнено с научно оборудване, което проследява начина на действие на механизмите и устройствата. Това самолет бе като модерна ракета за круиз с вграден ракетен двигател. Самолетът преодоля звуковата бариера при максимална скорост от 2736 км / ч.

Вербални и материални паметници за завладяването на скоростта на звука

Постижения в преодоляването на звуковата бариера високовсе още се оценяват днес. Така че самолетът, на който Чък Йейджър за пръв път го е преодолял, сега е изложен в Националния музей на аеронавтиката и космонавтиката във Вашингтон. Но техническите параметри на това човешко изобретение не биха стрували много, без да има полза от самия пилот. Чък Йейгър преминал летящото училище и се борил в Европа, след което се завърнал в Англия. Нечестното избягване на полетите не нарушава духа на Йегер и той получи признание от главния командир на войските на Европа. През годините, които са останали до края на войната, Йейгър участва в 64 борба, по време на които е съборил 13 самолета. Върна се у дома Чък Йейгър се завърна с титлата капитан. В своето описание са показани феноменална интуиция, невероятна прохлада и издръжливост в критични ситуации. Веднъж Йейгър записваше самолета си. По-нататъшната му кариера е във Военновъздушните сили, където провежда обучение за пилоти. За последен път Чък Йейгър преодоля звуковата бариера на 74 години, което се случи на 50-годишнината от историята му и през 1997 г.

Комплексни задачи на създателите на самолети

Известна е за целия свят самолети MiG-15създават в момент, когато разработчиците осъзнават, че е невъзможно да се основават само на преодоляването на звуковата бариера, но трябва да се решат сложни технически задачи. В резултат машината е създадена така успешно, че нейните модификации са приети от различни страни. Няколко различни дизайнерски кабинета участваха в един вид конкурентна борба, наградата, в която беше патент за най-успешните и функционални самолети. Разработени самолети с пометени крила, което беше революция в дизайна им. Идеалният апарат трябваше да бъде мощен, бърз и невероятно устойчив на всякакви повреди отвън. Потопените крила на самолета станаха елемент, който им помагаше да утроят скоростта на звука. Тогава скоростта на самолетите продължава да се увеличава, което се обяснява с увеличаването на мощността на двигателя, използването на иновативни материали и оптимизирането на аеродинамичните параметри. Разрушаване на звуковата бариера е възможна и реална дори за лаиците, но това е по-малко опасен това не стане, така че всяка ekstremal трябва трезво да прецени силата си, преди да вземе решение по такъв експеримент.