Səs maneəsi. Səs maneəsi nədir

Avstriyalı idmançı Feliks Baumqartner stratosferdən rekord hündürlükdən paraşütlə tullanma həyata keçirib. Sərbəst düşmə zamanı onun sürəti səs sürətini üstələyib və saatda 1342,8 km, sabit hündürlüyü 39,45 min metr təşkil edib. Bu barədə keçmiş Rosvel (Nyu Meksiko) hərbi bazasının ərazisində keçirilən yekun konfransda rəsmi məlumat verilib.
Ən yaxşı materialdan hazırlanmış, həcmi 850 min kubmetr olan heliumlu Baumgartner Stratostat, Qərb Sahil vaxtı ilə səhər saat 08:30-da (Moskva vaxtı ilə 19:30) suya qalxdı, qalxma təxminən iki saat çəkdi. Təxminən 30 dəqiqə ərzində kapsulu tərk etmək, təzyiq ölçmək və alətləri yoxlamaq üçün olduqca maraqlı hazırlıqlar aparıldı.
Sərbəst düşmə, mütəxəssislərin fikrincə, açıq əyləc paraşütü olmadan 4 dəqiqə 20 saniyə davam etdi. Bu arada rekord təşkilatçılar bütün məlumatların Avstriya tərəfinə veriləcəyini, bundan sonra yekun qeyd və sertifikatlaşdırmanın aparılacağını bildirirlər. haqqındaüç dünya nailiyyəti haqqında: ən yüksək nöqtədən tullanmaq, sərbəst düşmə müddəti və səs sürətini pozmaq. İstənilən halda, Feliks Baumqartner dünyada texnologiyadan kənarda səs sürətinə qalib gələn ilk insandır, İTAR-TASS qeyd edir. Baumqartnerin sərbəst düşməsi 4 dəqiqə 20 saniyə davam etdi, lakin stabilləşdirici paraşüt olmadan. Nəticədə idmançı az qala quyruğa girəcəkdi və uçuşun ilk 90 saniyəsində yerlə radio əlaqə saxlamadı.
"Bir anlıq mənə elə gəldi ki, huşumu itirirəm" deyən idmançı vəziyyətini belə izah edib: "Lakin mən əyləc paraşütünü açmadım, özüm uçuşu sabitləşdirməyə çalışdım. Eyni zamanda, hər saniyə mən Mənə nə baş verdiyini aydın şəkildə başa düşdü." Nəticədə fırlanmanı "söndürmək" mümkün oldu. Əks təqdirdə, fırlanma sürüklənsəydi, sabitləşdirici paraşüt avtomatik olaraq açılacaqdır.
Düşmənin hansı anda səs sürətini aşdığını Avstriyalı deyə bilməz. "Bu barədə ən kiçik bir fikrim yoxdur, çünki havada mövqeyimi sabitləşdirməyə çalışmaqla çox məşğul idim" dedi və əlavə etdi ki, o, adətən qalib gəlməyi müşayiət edən xarakterik popun heç birini eşitmir. səs maneəsi təyyarə ilə. Baumqartnerin sözlərinə görə, “uçuş zamanı o, praktiki olaraq heç nə hiss etmirdi, heç bir rekord haqqında düşünmürdü”. “Mənim düşünə bildiyim tək şey Yerə sağ-salamat qayıtmaq və ailəmi, valideynlərimi, sevgilimi görmək idi” dedi. “Bəzən insana nə qədər kiçik olduğunu dərk etmək üçün belə zirvələrə qalxmaq lazımdır”. Feliks hisslərini bölüşdü: "Mən yalnız ailəm haqqında düşünürdüm". Atlamadan bir neçə saniyə əvvəl onun fikri belə oldu: “Ya Rəbb, məni tərk etmə!”
Göy dalğıc kapsuldan çıxmağı ən təhlükəli an adlandırıb. “Bu, ən həyəcanlı an idi, havanı hiss edə bilmirsən, nə baş verdiyini fiziki olaraq anlamırsan və ölməmək üçün təzyiqi tənzimləmək vacibdir.” “Bu, ən xoşagəlməz andır. Bu dövlətə nifrət edirəm”. Və "ən gözəl an dünyanın zirvəsində dayandığını dərk etməkdir" deyə idmançı paylaşıb.

“Səs maneəsi” ifadəsini eşidəndə nəyi təsəvvür edirik? Müəyyən bir məhdudiyyət eşitmə və rifahı ciddi şəkildə təsir edə bilər. Adətən səs maneəsi hava məkanının fəthi ilə əlaqələndirilir və

Bu maneənin aradan qaldırılması köhnə xəstəliklərin, ağrı sindromlarının və allergik reaksiyaların inkişafına səbəb ola bilər. Bu fikirlər düzgündür, yoxsa müəyyən edilmiş stereotipləri təmsil edir? Onların faktiki əsası varmı? Səs maneəsi nədir? Necə və niyə baş verir? Bütün bunlar və bəzi əlavə nüanslar, eləcə də tarixi faktlar Bu məqalədə bu konsepsiya ilə nə əlaqəli olduğunu öyrənməyə çalışacağıq.

Bu sirli elm aerodinamikadır

Aerodinamika elmində, hərəkəti müşayiət edən hadisələri izah etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur
təyyarələrdə “səs maneəsi” anlayışı var. Bu, səs sürətinə yaxın və ya daha yüksək sürətlə hərəkət edən səsdən sürətli təyyarələrin və ya raketlərin hərəkəti zamanı baş verən bir sıra hadisələrdir.

Zərbə dalğası nədir?

Bir avtomobilin ətrafında səsdən sürətli bir axın axarkən, külək tunelində bir şok dalğası görünür. Onun izləri hətta çılpaq gözlə görünə bilər. Yerdə onlar sarı bir xətt ilə ifadə edilir. Zərbə dalğası konusunun xaricində, sarı xəttin qarşısında, yerdəki təyyarəni belə eşidə bilməzsiniz. Səsi aşan sürətlərdə cisimlər bir zərbə dalğasına səbəb olan səs axınına məruz qalır. Bədənin formasından asılı olaraq birdən çox ola bilər.

Şok dalğasının çevrilməsi

Bəzən şok dalğası adlandırılan zərbə dalğası cəbhəsi kifayət qədər kiçik bir qalınlığa malikdir, buna baxmayaraq axının xüsusiyyətlərində kəskin dəyişiklikləri, bədənə nisbətən sürətinin azalmasını və müvafiq artımı izləməyə imkan verir. axındakı qazın təzyiqi və temperaturu. Bu zaman kinetik enerji qismən qazın daxili enerjisinə çevrilir. Bu dəyişikliklərin sayı birbaşa səsdən sürətli axının sürətindən asılıdır. Zərbə dalğası aparatdan uzaqlaşdıqca təzyiq düşmələri azalır və zərbə dalğası səs dalğasına çevrilir. O, partlayışa bənzəyən xarakterik bir səs eşidən kənar müşahidəçiyə çata bilər. Belə bir fikir var ki, bu, təyyarənin səs baryerini arxada qoyduğu zaman cihazın səs sürətinə çatdığını göstərir.

Həqiqətən nə baş verir?

Təcrübədə səs baryerinin qırılma anı təyyarə mühərriklərinin artan gurultusu ilə bir şok dalğasının keçməsini təmsil edir. İndi cihaz müşayiət olunan səsi qabaqlayır, ona görə də mühərrikin uğultusu ondan sonra eşidiləcək. Səs sürətinə yaxınlaşmaq İkinci Dünya Müharibəsi zamanı mümkün oldu, lakin eyni zamanda pilotlar təyyarələrin istismarında həyəcan siqnallarını qeyd etdilər.

Müharibə bitdikdən sonra bir çox təyyarə konstruktorları və pilotları səs sürətinə çatmağa və səs səddini yarmağa çalışdılar, lakin bu cəhdlərin çoxu faciəvi şəkildə başa çatdı. Pessimist elm adamları bu həddi aşmağın mümkün olmadığını müdafiə edirdilər. Heç bir eksperimental deyil, elmi olaraq "səs maneəsi" anlayışının mahiyyətini izah etmək və onu aradan qaldırmaq yollarını tapmaq mümkün idi.

Baş verməsi təyyarənin aerodinamik parametrlərindən və uçuşun hündürlüyündən asılı olan dalğa böhranının qarşısını almaqla transonik və səsdən yüksək sürətlə təhlükəsiz uçuşlar mümkündür. Bir sürət səviyyəsindən digərinə keçid, dalğa böhranı zonasında uzun bir uçuşun qarşısını almağa kömək edəcək yanacaqdan istifadə edərək mümkün qədər tez həyata keçirilməlidir. Dalğa böhranı bir konsepsiya olaraq su nəqliyyatından gəldi. Gəmilər suyun səthində dalğaların sürətinə yaxın sürətlə hərəkət etdikdə yaranıb. Dalğa böhranına girmək sürəti artırmaqda çətinlik çəkir və dalğa böhranını mümkün qədər sadə şəkildə dəf etsəniz, su səthi boyunca planlaşdırma və ya sürüşmə rejiminə daxil ola bilərsiniz.

Təyyarə nəzarətinin tarixi

Eksperimental təyyarədə səsdən sürətli uçuş sürətinə çatan ilk şəxs amerikalı pilot Çak Yeager olmuşdur. Onun nailiyyəti 1947-ci il oktyabrın 14-də tarixə düşüb. SSRİ ərazisində 1948-ci il dekabrın 26-da təcrübəli qırıcı ilə uçan Sokolovski və Fedorov tərəfindən səs baryeri qırıldı.

Mülki şəxslər arasında sərnişin təyyarəsi Douglas DC-8 səs maneəsini sındırdı, 1961-ci il avqustun 21-də 1,012 Mach, yəni 1262 km/saat sürətə çatdı. Uçuşun məqsədi qanad dizaynı üçün məlumat toplamaq idi. arasında təyyarə xidmətdə olan hipersəsli havadan yerə aeroballistik raketlə dünya rekordu qoyuldu rus ordusu. 31,2 kilometr hündürlükdə raket 6389 km/saat sürətə çatıb.

Havada səs baryerini qırdıqdan 50 il sonra ingilis Endi Qrin avtomobildə oxşar nailiyyət əldə edib. Amerikalı Co Kittinger 31,5 kilometr hündürlüyə çataraq sərbəst düşmə rekordunu qırmağa çalışdı. Bu gün, 2012-ci il oktyabrın 14-də Feliks Baumqartner nəqliyyat vasitəsi olmadan 39 kilometr hündürlükdən sərbəst yıxılaraq səs baryerini aşaraq dünya rekordu qoydu. Onun sürəti saatda 1342,8 kilometrə çatıb.

Səs baryerinin ən qeyri-adi qırılması

Düşünmək qəribədir, amma dünyada bu həddi aşan ilk ixtira qədim Çinlilərin təxminən 7 min il əvvəl icad etdiyi adi qamçı idi. 1927-ci ildə ani fotoqrafiya ixtirasına qədər demək olar ki, heç kim qamçı çatının miniatür səs bumu olduğuna şübhə etmirdi. Kəskin yelləncək bir döngə meydana gətirir və sürət kəskin şəkildə artır, bu da kliklə təsdiqlənir. Səs baryeri təxminən 1200 km/saat sürətlə qırılır.

Ən səs-küylü şəhərin sirri

Təəccüblü deyil ki, kiçik şəhərlərin sakinləri paytaxtı ilk dəfə görəndə şoka düşürlər. Bol nəqliyyat, yüzlərlə restoran və əyləncə mərkəzləriçaşdırın və sizi adi rutunuzdan narahat edin. Paytaxtda yazın başlanğıcı adətən üsyankar, çovğunlu mart ayına deyil, aprelə təsadüf edir. Burada aprel ayında təmiz səma, axınlar axır və qönçələr çiçək açır. Uzun qışdan yorulan insanlar pəncərələrini günəşə doğru geniş açır və küçə səs-küyü evlərinə girir. Küçədə quşlar qulaqbatırıcı cingildəyir, sənətçilər oxuyur, şən tələbələr şeir deyirlər, tıxaclarda və metroda səs-küy deməyək. Gigiyena idarəsinin əməkdaşları səs-küylü şəhərdə uzun müddət qalmağın sağlamlığa zərərli olduğunu qeyd edirlər. Paytaxtın sağlam fonu nəqliyyatdan,
aviasiya, sənaye və məişət səs-küyü. Ən zərərlisi avtomobil səsidir, çünki təyyarələr kifayət qədər yüksək uçur və müəssisələrdən gələn səs-küy onların binalarında əriyir. Xüsusilə gur şosselərdə avtomobillərin davamlı uğultu hər şeyi üstələyir məqbul standartlar iki dəfə. Paytaxt səs baryerini necə aşır? Moskva çoxlu səslərlə təhlükəlidir, buna görə də paytaxt sakinləri səs-küyü boğmaq üçün ikiqat şüşəli pəncərələr quraşdırırlar.

Səs baryeri necə basdırılır?

1947-ci ilə qədər səsdən daha sürətli uçan bir təyyarənin kokpitindəki bir insanın rifahı haqqında heç bir faktiki məlumat yox idi. Göründüyü kimi, səs baryerini qırmaq müəyyən güc və cəsarət tələb edir. Uçuş zamanı məlum olur ki, sağ qalmağa heç bir zəmanət yoxdur. Hətta peşəkar pilot da təyyarənin dizaynının elementlərin hücumuna tab gətirə bilməyəcəyini dəqiq deyə bilməz. Bir neçə dəqiqə ərzində təyyarə sadəcə olaraq dağa bilər. Bunu nə izah edir? Qeyd etmək lazımdır ki, səsdən aşağı sürətlə hərəkət yıxılan daşdan dairələr kimi yayılan akustik dalğalar yaradır. Səsdən yüksək sürət şok dalğalarını həyəcanlandırır və yerdə dayanan şəxs partlayışa bənzər bir səs eşidir. Güclü kompüterlər olmadan mürəkkəb problemləri həll etmək çətin idi və külək tunellərində əsən modellərə etibar etmək lazım idi. Bəzən təyyarənin sürəti yetərli olmayanda zərbə dalğası elə bir gücə çatır ki, təyyarənin uçduğu evlərdən pəncərələr uçur. Hər kəs səs maneəsini aşa bilməyəcək, çünki bu anda bütün struktur sarsılır və cihazın montajları əhəmiyyətli dərəcədə zədələnə bilər. Buna görə pilotlar üçün çox vacibdir can sağlığı və emosional sabitlik. Uçuş hamar olarsa və səs maneəsi mümkün qədər tez aradan qaldırılarsa, nə pilot, nə də mümkün sərnişinlər heç bir xüsusi xoşagəlməz hisslər hiss etməyəcəklər. 1946-cı ilin yanvarında səs baryerini qırmaq üçün xüsusi olaraq tədqiqat təyyarəsi quruldu. Maşının yaradılması Müdafiə Nazirliyinin əmri ilə başladı, lakin silah əvəzinə mexanizmlərin və alətlərin iş rejiminə nəzarət edən elmi avadanlıqlarla dolduruldu. Bu təyyarə daxili raket mühərriki olan müasir qanadlı raket kimi idi. Təyyarə maksimum 2736 km/saat sürətlə səs baryerini qırıb.

Səs sürətini fəth etmək üçün şifahi və maddi abidələr

Səs baryerinin qırılmasında əldə edilən nailiyyətlər bu gün də yüksək qiymətləndirilir. Beləliklə, Çak Yegerin onu ilk dəfə aşdığı təyyarə indi nümayiş olunur Milli Muzey Vaşinqtonda yerləşən Aeronavtika və Astronavtika. Ancaq bu insan ixtirasının texniki parametrləri pilotun özünün xidmətləri olmadan çox az dəyərli olardı. Chuck Yeager uçuş məktəbini keçdi və Avropada döyüşdü, sonra İngiltərəyə qayıtdı. Uçuşdan ədalətsiz şəkildə kənarlaşdırılma Yeagerin ruhunu qırmadı və o, Avropa qoşunlarının baş komandanı ilə ziyafətə nail oldu. Müharibənin sonuna qədər qalan illərdə Yeager 64 döyüş missiyasında iştirak etdi, bu müddət ərzində 13 təyyarəni vurdu. Çak Yeger vətəninə kapitan rütbəsi ilə qayıtdı. Onun xüsusiyyətləri fenomenal intuisiya, inanılmaz soyuqqanlılıq və kritik vəziyyətlərdə dözümlülüyünü göstərir. Yeager öz təyyarəsində dəfələrlə rekord vurdu. Onun gələcək karyera Hərbi Hava Qüvvələrinin bölmələrinə getdi, burada pilotlar hazırladı. IN sonuncu dəfə Chuck Yeager 74 yaşında səs baryerini qırdı, bu onun uçuş tarixinin əlli illiyi idi və 1997-ci ildə.

Təyyarə yaradıcılarının mürəkkəb vəzifələri

Dünya şöhrətli MiQ-15 təyyarəsi, tərtibatçıların yalnız səs maneəsini sındırmağa güvənməyin mümkün olmadığını, lakin mürəkkəb texniki problemlərin həll edilməli olduğunu başa düşdükləri anda yaradılmağa başladı. Nəticədə maşın o qədər uğurlu yaradıldı ki, onun modifikasiyaları xidmətə girdi müxtəlif ölkələr. Bir neçə fərqli dizayn bürosu bir növ rəqabətli mübarizəyə girdi, mükafat ən uğurlu və funksional təyyarə üçün patent idi. Qanadları açılmış təyyarələr hazırlanmışdır ki, bu da onların dizaynında bir inqilab idi. İdeal cihaz güclü, sürətli və istənilən xarici zədələrə inanılmaz dərəcədə davamlı olmalı idi. Təyyarələrin süpürülən qanadları səs sürətini üç dəfə artırmağa kömək edən elementə çevrildi. Sonra artmağa davam etdi, bu da mühərrik gücünün artması, innovativ materialların istifadəsi və aerodinamik parametrlərin optimallaşdırılması ilə izah edildi. Səs maneəsini dəf etmək hətta qeyri-peşəkar üçün də mümkün və real oldu, lakin bu, onu daha az təhlükəli etmir, ona görə də hər hansı ekstremal idman həvəskarı belə bir təcrübə keçirməyə qərar verməzdən əvvəl öz güclü tərəflərini ağıllı şəkildə qiymətləndirməlidir.

Bir reaktiv təyyarə başdan uçarkən partlayışa bənzər yüksək səs eşitmisinizmi? Bu səs təyyarə səs baryerini pozduqda yaranır. Səs maneəsi nədir və təyyarə niyə belə səs çıxarır?

Bildiyiniz kimi, səs müəyyən sürətlə yayılır. Sürət hündürlükdən asılıdır. Dəniz səviyyəsində səsin sürəti təxminən saatda 1220 kilometr, 11000 metr yüksəklikdə isə saatda 1060 kilometrdir. Təyyarə səs sürətinə yaxın sürətlə uçduqda müəyyən gərginliklərə məruz qalır. Normal (sonsuz) sürətlə uçduqda, təyyarənin ön hissəsi onun qarşısında təzyiq dalğasını itələyir. Bu dalğa səs sürəti ilə yayılır.

Təzyiq dalğası təyyarə irəliləyərkən hava hissəciklərinin yığılması nəticəsində yaranır. Təyyarə subsonik sürətlə uçduqda dalğa təyyarədən daha sürətli hərəkət edir. Nəticədə məlum olur ki, hava təyyarənin qanadlarının səthindən maneəsiz keçir.

İndi səs sürəti ilə uçan bir təyyarəyə baxaq. Təyyarənin qarşısında təzyiq dalğası yoxdur. Bunun yerinə qanadın qarşısında təzyiq dalğasının meydana gəlməsidir (təyyarə və təzyiq dalğası eyni sürətlə hərəkət etdiyi üçün).

İndi bir şok dalğası yaranır, bu da səbəb olur ağır yüklər bir təyyarənin qanadında. “Səs maneəsi” ifadəsi təyyarələrin səs sürətində uça bilməsindən əvvələ gedib çıxır və bu sürətlərdə təyyarənin yaşayacağı stressləri təsvir etdiyi düşünülürdü. Bu, "maneə" hesab olunurdu.

Ancaq səsin sürəti heç də maneə deyil! Mühəndislər və təyyarə konstruktorları yeni yüklərin problemini dəf etdilər. Köhnə baxışlardan bizə qalan tək şey odur ki, təyyarə səsdən yüksək sürətlə uçarkən zərbə dalğası səbəb olur.

"Səs maneəsi" termini bir təyyarənin müəyyən bir sürətlə hərəkət etdiyi zaman baş verən şərtləri yanıltıcı şəkildə təsvir edir. Düşünmək olar ki, təyyarə səs sürətinə çatanda “maneə” kimi bir şey yaranır – amma belə bir şey olmur!

Bütün bunları anlamaq üçün aşağı, normal sürətlə uçan bir təyyarəni nəzərdən keçirək. Təyyarə irəlilədikcə təyyarənin qarşısında sıxılma dalğası əmələ gəlir. O, hava hissəciklərini sıxan, irəliyə doğru hərəkət edən bir təyyarə tərəfindən əmələ gəlir.

Bu dalğa səs sürəti ilə təyyarənin qabağında hərəkət edir. Onun sürəti isə artıq dediyimiz kimi aşağı sürətlə uçan təyyarənin sürətindən yüksəkdir. Təyyarənin qabağında hərəkət edən bu dalğa hava cərəyanlarını təyyarənin müstəvisi ətrafında axmağa məcbur edir.

İndi təsəvvür edin ki, təyyarə səs sürəti ilə uçur. Təyyarənin qabağında sıxılma dalğaları yaranmır, çünki həm təyyarə, həm də dalğalar eyni sürətə malikdir. Buna görə də dalğa qanadların qarşısında əmələ gəlir.

Nəticədə təyyarənin qanadlarında böyük yüklər yaradan şok dalğası yaranır. Təyyarələr səs baryerinə çatmadan və onu keçməmişdən əvvəl belə bir zərbə dalğalarının və g-qüvvələrinin təyyarə üçün maneə kimi bir şey yaradacağına inanılırdı - "səs maneəsi". Lakin aviasiya mühəndisləri bunun üçün xüsusi təyyarə konstruksiyasını hazırladıqları üçün səs maneəsi yox idi.

Yeri gəlmişkən, bir təyyarə "səs baryeri" ni keçərkən eşitdiyimiz güclü "zərbə" artıq danışdığımız zərbə dalğasıdır - təyyarənin sürəti və sıxılma dalğası bərabər olduqda.

Bununla belə, ilk şeylər. İlk dəfə olaraq amerikalı sınaq pilotu Çak Yeager eksperimental Bell X-1 təyyarəsində (düz qanadlı və XLR-11 raket mühərriki ilə) səs maneəsini qırdı. Bu, yetmiş ildən çox əvvəl - 1947-ci ildə baş verdi. O, sürətləndirməyi bacardı daha sürətli sürət səs, təyyarəni dayaz bir dalışa göndərir. Bir il sonra Sovet sınaq pilotları Sokolovski və Fedorov bir nüsxədə mövcud olan eksperimental La-176 qırıcısında eyni şeyi bacardılar.

Bu, aviasiya üçün çətin dövrlər idi. Pilotlar hər dəfə bir Mach-dan yuxarı sürətlə uçuşların mümkün olub-olmadığını öyrənmək üçün həyatlarını riskə ataraq, sözün həqiqi mənasında, təcrübə topladılar. Dizaynerlər bu hadisələrlə məşğul olmağı öyrənməzdən əvvəl qanadların çırpınması və dalğaların sürüklənməsi birdən çox can aldı.

İş ondadır ki, səs sürətini aşarkən aerodinamik sürüklənmə kəskin şəkildə artır və qarşıdan gələn hava axınının sürtünməsindən strukturun kinetik istiləşməsi artır. Bundan əlavə, bu anda aerodinamik fokusda dəyişiklik qeydə alınır ki, bu da təyyarənin sabitliyini və idarəolunmasını itirməsinə səbəb olur.

12 il sonra seriyalı səsdən sürətli MiQ-19 qırıcıları artıq Amerikanın casus təyyarələrini ovlayırdılar və hələ heç bir mülki təyyarə səs sürətini keçməyə cəhd etməmişdi. Bu, yalnız 21 avqust 1961-ci ildə baş verdi: Douglas DC-8 sərnişin təyyarəsi suya düşərək Mach 1.1-ə qədər sürətləndi. Uçuş eksperimental idi, məqsədi belə sürətlərdə maşının davranışı haqqında daha çox məlumat toplamaq idi.

Bir müddət sonra Sovet Tu-144 və İngilis-Fransız Konkordu havaya qalxdı. Demək olar ki, eyni vaxtda: avtomobilimiz bir az əvvəl, 31 dekabr 1968-ci ildə və Avropa avtomobili - 1969-cu ilin martında. Lakin modellərin bütün istismar müddəti ərzində daşınan sərnişinlərin həcminə görə, kapitalistlər bizdən xeyli üstün oldular. Tu-144 cəmi 3000-dən bir qədər çox sərnişin daşıdığı halda, 2003-cü ilə qədər fəaliyyət göstərən Konkordlar 2,5 milyondan çox insanı daşıyırdı. Ancaq bu, layihəyə kömək etmədi. Nəhayət, bağlandı və heç kimin günahkar olmadığı Paris yaxınlığındakı yüksək profilli fəlakət də çox yersiz oldu. səsdən sürətli təyyarə yox idi.

Üç "yox" cavabı

Səsdən sürətli kommersiya təyyarələrinin faydasız olması üçün adətən üç səbəb göstərilir - çox bahalı, çox mürəkkəb, çox yüksək səs. Həqiqətən də səsdən sürətli hərbi reaktivin uçuşunu izləyən hər kəs qulaqlara dəyən zərbə hissini və təyyarənin səsdən yüksək sürətlə yanınızdan keçdiyi vəhşi uğultu heç vaxt unutmayacaq.

Yeri gəlmişkən, səs bumu birdəfəlik hadisə deyil, o, təyyarənin sürəti səs sürətindən yüksək olduqda, bütün marşrutu boyunca təyyarəni müşayiət edir. Bir reaktiv təyyarənin o qədər çox yanacaq istehlak etməsi ilə mübahisə etmək də çətindir ki, onu əskinaslarla doldurmaq daha asan görünür.

Haqqında danışmaq müasir layihələr səsdən sürətli sərnişin təyyarəsiƏvvəlcə bu sualların hər birinə cavab verməlisiniz. Yalnız bu halda ümid etmək olar ki, bütün mövcud layihələr ölü doğulmayacaq.

Səs

Dizaynerlər səsdən başlamaq qərarına gəldilər. Arxada son illərçox üzə çıxdı elmi əsərlər, gövdə və qanadların müəyyən formalarının təyyarənin yaratdığı şok dalğalarının sayını azalda və onların intensivliyini azalda biləcəyini sübut edir. Belə bir qərar gövdələrin tamamilə yenidən dizaynını, modellərin çoxsaylı kompüter simulyasiyalarını və gələcək təyyarələrin külək tunelində bir neçə min saat təmizlənməsini tələb edirdi.

Gələcəyin təyyarəsinin aerodinamikası üzərində işləyən əsas layihələr NASA mütəxəssislərinin QueSST-i və yerli Aerokosmik Tədqiqatlar Agentliyi JAXA-nın himayəsi altında yaradılmış Yaponiyanın D-SEND-2 inkişafıdır. Bu layihələrin hər ikisi bir neçə ildir ki, sistematik şəkildə “ideal”a yaxınlaşır. səsdən sürətli uçuşlar aerodinamika.

Güman edilir ki, yeni səsdən sürətli sərnişin təyyarələri kəskin və sərt səs bumu yaratmayacaq, lakin qulağa yumşaq səs pulsasiyasına daha çox xoş gələcək. Bu, əlbəttə ki, hələ də yüksək səslə olacaq, lakin "yüksək və ağrılı" deyil. Səs maneəsi problemini həll etməyin başqa bir yolu təyyarənin ölçüsünü azaltmaq idi. Hazırda həyata keçirilən demək olar ki, bütün inkişaflar maksimum 10-40 sərnişin daşıya bilən kiçik təyyarələrdir.

Bununla belə, bu məsələdə yeni başlayan şirkətlər də var. Keçən ilin sentyabrında Bostonda yerləşən hava yolları şirkəti Spike Aerospace S-512 Quiet Supersonic Jet səsdən sürətli sərnişin təyyarəsinin modelini demək olar ki, tamamladıqlarını açıqladı. Uçuş sınaqlarına 2018-ci ildə başlanacağı və göyərtəsində sərnişinləri olan ilk təyyarənin 2023-cü ilin sonundan gec olmayaraq havaya qalxacağı gözlənilir.

Yaradıcıların səs probleminin praktiki olaraq həll olunduğunu və ilk sınaqların bunu göstərəcəyini söyləməsi daha cəsarətli idi. Görünür, NASA və JAXA-nın uzun illər bu problemin həllinə sərf edən mütəxəssisləri sınaqları yaxından yox, daha çox izləyəcəklər.

Səs probleminin başqa bir maraqlı həlli də var - bu, demək olar ki, bir təyyarə tərəfindən səs maneəsini qırmaqdır. şaquli uçuş. Bu zaman zərbə dalğalarının təsiri daha zəif olacaq və 20-30 min metr hündürlük əldə etdikdən sonra bu problem unudula bilər - Yerdən çox uzaqda.

Mühərriklər

Gələcək səsdən sürətli təyyarələr üçün mühərriklər üzərində işlər də dayanmır. Son illərdə hətta subsonik mühərriklər xüsusi sürət qutularının, keramika materiallarının tətbiqi və əlavə hava dövrəsinin tətbiqi sayəsində güc və səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə artıra bildi.

Səsdən sürətli təyyarələrlə işlər bir az daha mürəkkəbdir. Fakt budur ki, hazırkı texnoloji inkişaf səviyyəsində turboreaktiv mühərriklər maksimum 2,2 Mach (saatda təxminən 2500 kilometr) sürətə çatmağa qadirdir, lakin daha yüksək sürətə nail olmaq üçün təyyarəni sürətləndirə bilən ramjet mühərriklərindən istifadə etmək lazımdır. hipersəs sürətləri (5 ədəddən çox).Mach). Ancaq bu, hələlik, daha çox fantaziyadır.

Tərtibatçıların fikrincə, onlar artıq Concorde-dan 30 faiz aşağı olan uçuş dəyərinə nail ola bilirlər. kiçik miqdar sərnişinlər. Belə məlumatlar 2016-cı ildə “Boom Technologies” startapı tərəfindən dərc edilib. Onların fikrincə, London-Nyu-York marşrutu üzrə biletin qiyməti təxminən 5000 dollar olacaq ki, bu da adi, səssiz təyyarədə birinci dərəcəli uçan biletin qiyməti ilə müqayisə oluna bilər.

1947-ci il oktyabrın 14-də bəşəriyyət növbəti mərhələni keçdi. Məhdud kifayət qədər obyektivdir, müəyyən fiziki kəmiyyətlə ifadə olunur - yer atmosferi şəraitində onun temperaturu və təzyiqindən asılı olaraq 1100-1200 km/saat aralığında olan havadakı səs sürəti. Fövqəladə cəsarətə və əla fotogenliyə malik olan İkinci Dünya Müharibəsi gənc veteranı amerikalı pilot Çak Yeager (Charles Elwood "Chuck" Yeager) tərəfindən supersonik sürət fəth edildi, bunun sayəsində 14 il kimi dərhal vətənində populyarlaşdı. sonra Yuri Qaqarin.

Və səs baryerini keçmək həqiqətən də cəsarət tələb edirdi. Yeagerin nailiyyətini bir il sonra, 1948-ci ildə təkrarlayan sovet pilotu İvan Fedorov o zamankı hisslərini belə xatırlayırdı: “Səs baryerini qırmaq üçün uçuşdan əvvəl məlum oldu ki, ondan sonra sağ qalmağa heç bir zəmanət yoxdur. Bunun nə olduğunu və təyyarənin dizaynının elementlərə tab gətirə biləcəyini heç kim bilmirdi. Ancaq bu barədə düşünməməyə çalışdıq”.

Həqiqətən də, avtomobilin səsdən yüksək sürətlə necə davranacağına dair tam aydınlıq yox idi. Təyyarə konstruktorlarının hələ də 30-cu illərin qəfil bədbəxtliyi ilə bağlı təzə xatirələri var idi, o zaman ki, təyyarə sürətinin artması ilə həm təyyarənin sərt strukturlarında, həm də onun tərkibində yaranan çırpınma problemini - öz-özünə salınma problemini təcili həll etməli oldular. dəri, bir neçə dəqiqə ərzində təyyarəni parçalayır. Proses uçqun kimi sürətlə inkişaf etdi, pilotlar uçuş rejimini dəyişdirməyə vaxt tapmadılar və maşınlar havada dağıldı. Kifayət qədər uzun müddət müxtəlif ölkələrdə riyaziyyatçılar və dizaynerlər bu problemi həll etmək üçün mübarizə apardılar. Nəhayət, fenomenin nəzəriyyəsini o vaxtkı gənc rus riyaziyyatçısı Mstislav Vsevolodoviç Keldış (1911-1978), sonralar SSRİ Elmlər Akademiyasının prezidenti yaratdı. Bu nəzəriyyənin köməyi ilə xoşagəlməz hadisədən əbədi olaraq xilas olmağın yolunu tapmaq mümkün idi.

Səs baryerindən eyni dərəcədə xoşagəlməz sürprizlərin gözlənildiyi tamamilə aydındır. Güclü kompüterlər olmadıqda aerodinamikanın mürəkkəb diferensial tənliklərinin ədədi həlli qeyri-mümkün idi və külək tunellərindəki modelləri "üfürməyə" etibar etmək lazım idi. Lakin keyfiyyət mülahizələrindən aydın oldu ki, səs sürətinə çatanda təyyarənin yaxınlığında şok dalğası yaranıb. Təyyarənin sürəti səs sürəti ilə müqayisə edildikdə, ən vacib məqam səs maneəsini qırmaqdır. Bu anda təzyiq fərqi müxtəlif tərəflər Dalğa cəbhəsi sürətlə böyüyür və əgər an bir an daha uzun sürərsə, təyyarə çırpınmaqdan daha pis bir şəkildə parçalana bilər. Bəzən qeyri-kafi sürətlənmə ilə səs baryerini qırarkən, təyyarənin yaratdığı zərbə dalğası hətta onun altındakı yerdəki evlərin pəncərələrindən şüşələri yıxır.

Təyyarənin sürətinin səs sürətinə nisbəti Mach ədədi adlanır (adını məşhur alman mexaniki və filosofu Ernst Machın şərəfinə almışdır). Səs baryerini keçərkən pilota elə gəlir ki, M rəqəmi sıçrayış və hüdudlarla birinin üstündən tullanır: Çak Yeager sürətölçən iynəsinin 0,98-dən 1,02-yə necə sıçradığını gördü, bundan sonra kokpitdə əslində “ilahi” sükut yarandı, aydın: sadəcə bir səviyyə Təyyarənin salonundakı səs təzyiqi bir neçə dəfə azalır. Bu "səsdən təmizlənmə" anı çox məkrlidir, bir çox sınaqçının həyatı bahasına başa gəlir. Lakin onun X-1 təyyarəsinin dağılma təhlükəsi az idi.

1946-cı ilin yanvarında Bell Aircraft tərəfindən istehsal edilən X-1 səs maneəsini qırmaq üçün nəzərdə tutulmuş sırf tədqiqat təyyarəsi idi və başqa heç nə yox idi. Maşın Müdafiə Nazirliyinin sifarişi ilə olmasına baxmayaraq, ona silah əvəzinə komponentlərin, alətlərin və mexanizmlərin iş rejimlərinə nəzarət edən elmi avadanlıqlar doldurulub. X-1 müasir qanadlı raket kimi idi. Biri var idi raket mühərriki 2722 kq gücə malik reaksiya mühərrikləri. Maksimal uçuş çəkisi 6078 kq. Uzunluğu 9,45 m, hündürlüyü 3,3 m, qanadları 8,53 m. Maksimum sürət 18290 m 2736 km/saat yüksəklikdə. Maşın başladı strateji bombardmançı B-29 və quru duz gölünə polad "xizəklər" üzərində endi.

Pilotunun "taktiki və texniki parametrləri" daha az təsir edici deyil. Çak Yeger 1923-cü il fevralın 13-də anadan olub. Məktəbdən sonra uçuş məktəbinə getdim, bitirdikdən sonra isə Avropaya döyüşməyə getdim. Bir Messerschmitt-109-u vurdu. Özü də Fransa səmasında vuruldu, lakin partizanlar tərəfindən xilas edildi. Heç nə olmamış kimi o, İngiltərədəki bazasına qayıtdı. Lakin ayıq-sayıq əks-kəşfiyyat xidməti əsirlikdən möcüzəvi şəkildə azad olunduğuna inanmayaraq, pilotu uçuşdan uzaqlaşdıraraq arxa cəbhəyə göndərib. İddialı Yeager baş komandanla qəbula nail oldu müttəfiq qüvvələr Avropada Yegerə inanan general Eisenhower. Və yanılmadı - müharibənin bitməsinə qalan altı ayda 64 döyüş tapşırığı etdi, 13 düşmən təyyarəsini, 4-ü bir döyüşdə vurdu. Və o, vətəninə kapitan rütbəsi ilə əla bir dosye ilə qayıtdı, o, fenomenal uçuş intuisiyasına, inanılmaz soyuqqanlılığa və istənilən vəziyyətdə heyrətamiz dözümlülüyünə sahib olduğunu ifadə etdi. kritik vəziyyət. Bu xüsusiyyət sayəsində o, sonrakı astronavtlar kimi diqqətlə seçilən və öyrədilmiş səsdən sürətli sınaqçılar komandasına daxil edildi.

X-1-ni həyat yoldaşının şərəfinə "Glamorous Glennis" adlandıran Yeager onunla dəfələrlə rekord vurdu. 1947-ci il oktyabrın sonunda əvvəlki hündürlük rekordu 21.372 m düşdü.1953-cü ilin dekabrında maşının yeni modifikasiyası X-1A 2,35 M sürətə və demək olar ki, 2800 km/saata çatdı və altı aydan sonra yüksəldi. 27,430 m hündürlüyə.Və bundan əvvəl Bundan əlavə, seriyaya buraxılan bir sıra qırıcıların sınaqları və MiQ-15-lərimizin sınaqları zamanı əsir götürülərək Amerikaya daşındı. Koreya müharibəsi. Yeager daha sonra həm ABŞ-da, həm də Avropa və Asiyadakı Amerika bazalarında Hərbi Hava Qüvvələrinin müxtəlif sınaq bölmələrinə komandanlıq etdi, Vyetnamda döyüş əməliyyatlarında iştirak etdi və pilotları öyrətdi. O, 1975-ci ilin fevralında briqada generalı rütbəsi ilə təqaüdə çıxdı, rəşadətli xidməti zamanı 10 min saat uçuş etdi, 180 müxtəlif səsdən sürətli modeli sınaqdan keçirdi və yığdı. unikal kolleksiya orden və medallar. 80-ci illərin ortalarında dünyada ilk dəfə səs səddini fəth edən cəsur oğlanın tərcümeyi-halı əsasında film çəkildi və bundan sonra Çak Yeqer hətta qəhrəmana da deyil, milli yadigara çevrildi. O, sonuncu dəfə 1997-ci il oktyabrın 14-də tarixi uçuşunun əllinci ildönümündə səs baryerini aşaraq F-16 təyyarəsi ilə uçdu. Yegerin o zaman 74 yaşı var idi. Ümumiyyətlə, şairin dediyi kimi, bu adamları mismar etmək lazımdır.

Okeanın o tayında belə insanlar çoxdur Sovet dizaynerləri Amerikalılarla eyni vaxtda səs maneəsini fəth etməyə çalışmağa başladılar. Lakin onlar üçün bu, özlüyündə bir məqsəd deyil, tamamilə praqmatik bir hərəkət idi. Əgər X-1 sırf tədqiqat maşını idisə, o zaman ölkəmizdə Hərbi Hava Qüvvələri bölmələrini təchiz etmək üçün seriyaya buraxılması lazım olan prototip qırıcılara səs maneəsi vuruldu.

Müsabiqədə bir neçə konstruktor bürosu iştirak etdi: Lavoçkin Dizayn Bürosu, Mikoyan Dizayn Bürosu və Yakovlev Dizayn Bürosu, eyni vaxtda qanadları açılmış təyyarələr hazırladı, bu da o zaman inqilabi dizayn həlli idi. Bu ardıcıllıqla səsdən sürətli finişə çatdılar: La-176 (1948), MiG-15 (1949), Yak-50 (1950). Ancaq orada problem kifayət qədər mürəkkəb kontekstdə həll edildi: hərbi maşın təkcə yüksək sürətə deyil, həm də bir çox digər keyfiyyətlərə malik olmalıdır: manevr qabiliyyəti, sağ qalma qabiliyyəti, uçuşdan əvvəl minimum hazırlıq müddəti, güclü silahlar, təsirli döyüş sursatları və s. və s. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, ildə Sovet vaxtı Dövlət qəbul komissiyalarının qərarlarına çox vaxt təkcə obyektiv amillər deyil, həm də tərtibatçıların siyasi manevrləri ilə bağlı subyektiv məsələlər də təsir göstərirdi. Bütün bu vəziyyətlər 50-ci illərdə yerli hərbi əməliyyatların arenalarında yaxşı çıxış edən MiQ-15 qırıcısının buraxılmasına səbəb oldu. Məhz Koreyada ələ keçirilən bu avtomobil, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, Çak Yeager "ətrafında gəzdi".

La-176, o dövrdə 45 dərəcəyə bərabər olan qanadın rekord süpürməsindən istifadə etdi. VK-1 turbojet mühərriki 2700 kq güc təmin etdi. Uzunluğu 10,97 m, qanadların uzunluğu 8,59 m, qanad sahəsi 18,26 kv.m. Uçuş çəkisi 4636 kq. Tavan 15000 m Uçuş məsafəsi 1000 km. Bir 37 mm top və iki 23 mm silahla. Avtomobil 1948-ci ilin payızında hazır idi və dekabr ayında Krımda Saki şəhəri yaxınlığındakı hərbi aerodromda onun uçuş sınaqlarına başlanıldı. Sınaqlara rəhbərlik edənlər arasında gələcək akademik Vladimir Vasilyeviç Struminski (1914-1998); eksperimental təyyarənin pilotları kapitan Oleq Sokolovski və sonradan Qəhrəman titulunu alan polkovnik İvan Fedorov idi. Sovet İttifaqı. Sokolovski, absurd qəza nəticəsində dördüncü uçuş zamanı kokpit örtüyünü bağlamağı unutaraq öldü.

Polkovnik İvan Fedorov 26 dekabr 1948-ci ildə səs baryerini qırdı. 10 min metr hündürlüyə qalxan o, idarəetmə çubuğunu özündən uzaqlaşdırıb və dalışda sürətlənməyə başlayıb. "İLƏ yüksək hündürlük Mən 176-mı sürətləndirirəm”, - pilot xatırladı. Darıxdırıcı aşağı fit səsi eşidilir. Sürəti artan təyyarə yerə doğru qaçır. Spidometr şkalasında iynə üçrəqəmli rəqəmlərdən dördrəqəmli rəqəmlərə keçir. Təyyarə sanki qızdırmadan titrəyir. Və birdən susdu! Səs baryeri götürülüb. Oscilloqramların sonrakı dekodlanması M rəqəminin birdən çox olduğunu göstərdi”. Bu, 1,02 M sürətin qeydə alındığı 7000 metr yüksəklikdə baş verib.

Sonradan, mühərrik gücünün artması, yeni materialların istifadəsi və aerodinamik parametrlərin optimallaşdırılması hesabına pilotlu təyyarələrin sürəti durmadan artmağa davam etdi. Ancaq bu proses qeyri-məhdud deyil. Bir tərəfdən, yanacaq sərfiyyatı, inkişaf xərcləri, uçuş təhlükəsizliyi və digər boş olmayan mülahizələr nəzərə alındıqda, rasionallıq mülahizələri ilə maneə törədilir. Və hətta içində hərbi aviasiya, pul və pilot təhlükəsizliyinin o qədər də əhəmiyyətli olmadığı yerlərdə ən “sürətli” avtomobillərin sürəti 1,5M ilə 3M aralığındadır. Deyəsən, daha çox tələb olunmur. (Reaktiv mühərrikli pilotlu təyyarələr üçün sürət rekordu Amerika kəşfiyyat təyyarəsi SR-71-ə məxsusdur və 3,2 M-dir.)

Digər tərəfdən, keçilməz bir istilik maneəsi var: müəyyən bir sürətlə avtomobilin gövdəsinin hava ilə sürtünməsi ilə qızması o qədər tez baş verir ki, onun səthindən istiliyi çıxarmaq mümkün deyil. Hesablamalar göstərir ki, normal təzyiqdə bu, 10 Mach sürətində baş verməlidir.

Buna baxmayaraq, 10M həddi hələ də eyni Edvards təlim poliqonunda əldə edildi. Bu, 2005-ci ildə baş verib. Rekordçu gələcək raket və kosmik texnologiyanın simasını kökündən dəyişdirmək üçün nəzərdə tutulmuş yeni texnologiya növünü hazırlamaq üçün 7 illik iddialı Hiper-X proqramının bir hissəsi kimi istehsal edilmiş X-43A pilotsuz raket təyyarəsi idi. Onun dəyəri 230 milyon dollardır.Rekord 33 min metr yüksəklikdə qeydə alınıb. Dronda istifadə olunub yeni sistem sürətlənmə Əvvəlcə ənənəvi bərk yanacaq raketi atılır, onun köməyi ilə X-43A 7 Mach sürətə çatır və sonra yeni bir mühərrik növü işə salınır - hipersonik ramjet mühərriki (scramjet və ya scramjet) hansı oksidləşdirici kimi adi atmosfer havasından, oksidləşdirici kimi isə qazlı yanacaqdan istifadə olunur.hidrogen (nəzarətsiz partlayışın kifayət qədər klassik sxemi).

Proqrama uyğun olaraq, tapşırığı yerinə yetirdikdən sonra okeanda boğulan üç pilotsuz model istehsal edildi. Növbəti mərhələ pilotlu nəqliyyat vasitələrinin yaradılmasını nəzərdə tutur. Onları sınaqdan keçirdikdən sonra əldə edilən nəticələr müxtəlif "faydalı" cihazların yaradılması zamanı nəzərə alınacaqdır. Təyyarələrlə yanaşı, NASA-nın ehtiyacları üçün hipersəsli hərbi maşınlar - bombardmançı təyyarələr, kəşfiyyat təyyarələri və nəqliyyat təyyarələri yaradılacaq. Hiper-X proqramında iştirak edən Boeing şirkəti 2030-2040-cı illərdə 250 sərnişin üçün hipersəsli təyyarə yaratmağı planlaşdırır. Tamamilə aydındır ki, belə sürətlə aerodinamikanı pozan və istilik istiliyinə tab gətirə bilməyən pəncərələr olmayacaq. İllüminatorların əvəzinə keçib-gedən buludların video yazıları olan ekranlar var.

Şübhə yoxdur ki, bu nəqliyyat növü tələbat olacaq, çünki siz getdikcə daha çox emosiya, qazanılan dollar və digər komponentləri zaman vahidinə yerləşdirən vaxt bir o qədər bahalaşır. müasir həyat. Bu baxımdan, insanların nə vaxtsa bir günlük kəpənəklərə çevriləcəyinə şübhə yoxdur: bir gün bugünkü (daha doğrusu, dünənki) kimi hadisələrlə dolu olacaq. insan həyatı. Və güman etmək olar ki, kimsə və ya nə isə insanlığa münasibətdə Hiper-X proqramını həyata keçirir.