ध्वनि अवरोध को तोड़ना. ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति कौन थे?

उत्तीर्ण ध्वनि अवरोध:-)...

इससे पहले कि हम विषय पर बात करना शुरू करें, आइए अवधारणाओं की सटीकता के प्रश्न पर कुछ स्पष्टता लाएं (मुझे क्या पसंद है :-))। आजकल दो शब्द काफी व्यापक रूप से उपयोग में हैं: ध्वनि अवरोधऔर सुपरसोनिक बैरियर . वे एक जैसे लगते हैं, लेकिन फिर भी एक जैसे नहीं हैं। हालाँकि, विशेष रूप से सख्त होने का कोई मतलब नहीं है: संक्षेप में, वे एक ही चीज़ हैं। ध्वनि अवरोध की परिभाषा का उपयोग अक्सर उन लोगों द्वारा किया जाता है जो अधिक जानकार हैं और विमानन के करीब हैं। और दूसरी परिभाषा आमतौर पर हर किसी की होती है।

मुझे लगता है कि भौतिकी (और रूसी भाषा :-)) के दृष्टिकोण से ध्वनि अवरोध कहना अधिक सही है। यहाँ सरल तर्क है. आख़िरकार, ध्वनि की गति की एक अवधारणा है, लेकिन, सख्ती से कहें तो, सुपरसोनिक गति की कोई निश्चित अवधारणा नहीं है। थोड़ा आगे देखते हुए, मैं कहूंगा कि जब कोई विमान सुपरसोनिक गति से उड़ता है, तो वह पहले ही इस बाधा को पार कर चुका होता है, और जब वह इसे पार करता है (पर काबू पाता है), तो यह ध्वनि की गति के बराबर एक निश्चित सीमा गति मान को पार करता है (और नहीं) सुपरसोनिक)।

ऐसा कुछ:-)। इसके अलावा, पहली अवधारणा का उपयोग दूसरे की तुलना में बहुत कम बार किया जाता है। ऐसा स्पष्ट रूप से इसलिए है क्योंकि सुपरसोनिक शब्द अधिक आकर्षक और आकर्षक लगता है। और सुपरसोनिक उड़ान में, विदेशीता निश्चित रूप से मौजूद है और, स्वाभाविक रूप से, कई लोगों को आकर्षित करती है। हालाँकि, सभी लोग जो "शब्दों का स्वाद चखते हैं" सुपरसोनिक बैरियर“वे वास्तव में समझते हैं कि यह क्या है। मंचों को देखकर, लेख पढ़कर, यहाँ तक कि टीवी देखकर भी मैं पहले ही एक से अधिक बार इस बारे में आश्वस्त हो चुका हूँ।

यह प्रश्न वास्तव में भौतिकी के दृष्टिकोण से काफी जटिल है। लेकिन, निःसंदेह, हम जटिलता से परेशान नहीं होंगे। हम हमेशा की तरह, "अपनी उंगलियों पर वायुगतिकी को समझाने" के सिद्धांत का उपयोग करके स्थिति को स्पष्ट करने का प्रयास करेंगे :-)।

तो, बैरियर के लिए (ध्वनि :-))!... उड़ान में एक हवाई जहाज, इस तरह से अभिनय लोचदार माध्यमहवा की तरह यह बन जाता है शक्तिशाली स्रोतध्वनि तरंगें। मुझे लगता है कि हर कोई जानता है कि हवा में ध्वनि तरंगें क्या होती हैं :-)।

ध्वनि तरंगें (ट्यूनिंग कांटा)।

यह संपीड़न और विरलन के क्षेत्रों का एक विकल्प है, जो फैल रहा है अलग-अलग पक्षध्वनि स्रोत से. पानी पर वृत्तों जैसा कुछ, जो लहरें भी हैं (सिर्फ ध्वनि वाली नहीं :-))। यह वे क्षेत्र हैं, जो कान के परदे पर कार्य करते हैं, जो हमें इस दुनिया की सभी आवाज़ें सुनने की अनुमति देते हैं, मानव फुसफुसाहट से लेकर जेट इंजन की गड़गड़ाहट तक।

ध्वनि तरंगों का उदाहरण.

ध्वनि तरंगों के प्रसार के बिंदु विमान के विभिन्न घटक हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक इंजन (इसकी ध्वनि किसी को भी पता है :-)), या शरीर के हिस्से (उदाहरण के लिए, धनुष), जो चलते समय अपने सामने की हवा को संकुचित करके बनाते हैं खास प्रकार कादबाव (संपीड़न) तरंगें आगे बढ़ती हैं।

ये सभी ध्वनि तरंगें हमें पहले से ज्ञात ध्वनि की गति से हवा में फैलती हैं। यानी अगर विमान सबसॉनिक हो और धीमी गति से भी उड़ता हो तो वे उससे दूर भागते नजर आते हैं। परिणामस्वरूप, जब ऐसा कोई विमान हमारे पास आता है, तो हम पहले उसकी आवाज़ सुनते हैं, और फिर वह स्वयं उड़ जाता है।

हालाँकि, मैं एक आरक्षण कर दूँगा कि यह सच है यदि विमान बहुत ऊँचाई पर नहीं उड़ रहा हो। आख़िरकार, ध्वनि की गति प्रकाश की गति नहीं है :-)। इसका परिमाण इतना बड़ा नहीं है और ध्वनि तरंगों को श्रोता तक पहुँचने के लिए समय की आवश्यकता होती है। इसलिए, श्रोता और विमान के लिए ध्वनि प्रकट होने का क्रम, यदि वह उड़ता है अधिक ऊंचाई परबदल सकते हैं।

और चूँकि ध्वनि इतनी तेज़ नहीं है, तो अपनी गति में वृद्धि के साथ विमान अपने द्वारा उत्सर्जित तरंगों को पकड़ना शुरू कर देता है। अर्थात् यदि वह गतिहीन होता, तो तरंगें उससे रूप में अलग हो जातीं संकेंद्रित वृत्तजैसे पत्थर फेंकने से पानी में लहरें उठती हैं। और चूँकि विमान घूम रहा है, उड़ान की दिशा के अनुरूप इन वृत्तों के क्षेत्र में, तरंगों की सीमाएँ (उनके अग्रभाग) एक-दूसरे के करीब आने लगती हैं।

सबसॉनिक बॉडी मूवमेंट.

तदनुसार, विमान (उसकी नाक) और सबसे पहली (सिर) लहर के सामने के बीच का अंतर (अर्थात, यह वह क्षेत्र है जहां धीरे-धीरे, एक निश्चित सीमा तक, ब्रेक लगाना होता है) मुक्त धाराविमान की नाक (पंख, पूंछ) से मिलने पर और, परिणामस्वरूप, दबाव और तापमान में वृद्धि) सिकुड़ना शुरू हो जाता है और उड़ान की गति जितनी तेज़ होगी उतनी ही अधिक होगी।

एक क्षण ऐसा आता है जब यह अंतर व्यावहारिक रूप से गायब हो जाता है (या न्यूनतम हो जाता है), एक विशेष प्रकार के क्षेत्र में बदल जाता है जिसे कहा जाता है सदमे की लहर. ऐसा तब होता है जब उड़ान की गति ध्वनि की गति तक पहुंच जाती है, यानी विमान उसी गति से चलता है जिस गति से वह तरंगें उत्सर्जित करता है। मच संख्या इकाई (M=1) के बराबर है।

शरीर की ध्वनि गति (M=1).

सदमा सदमा, माध्यम का एक बहुत ही संकीर्ण क्षेत्र है (लगभग 10 -4 मिमी), जिससे गुजरने पर इस माध्यम के मापदंडों में क्रमिक नहीं, बल्कि तेज (छलांग जैसा) परिवर्तन होता है - गति, दबाव, तापमान, घनत्व. हमारे मामले में, गति कम हो जाती है, दबाव, तापमान और घनत्व बढ़ जाता है। इसलिए नाम - शॉक वेव।

कुछ हद तक सरल तरीके से, मैं इस सब के बारे में यही कहूंगा। सुपरसोनिक प्रवाह को अचानक धीमा करना असंभव है, लेकिन ऐसा करना ही होगा, क्योंकि अब विमान की नाक के सामने प्रवाह की गति को धीरे-धीरे रोकने की संभावना नहीं है, जैसा कि मध्यम सबसोनिक गति पर होता है। ऐसा प्रतीत होता है कि यह विमान की नाक (या पंख की नोक) के सामने एक सबसोनिक खंड में आता है और एक संकीर्ण छलांग में ढह जाता है, जिससे इसमें मौजूद गति की महान ऊर्जा स्थानांतरित हो जाती है।

वैसे, हम दूसरे तरीके से कह सकते हैं: सुपरसोनिक प्रवाह को धीमा करने के लिए विमान अपनी ऊर्जा का कुछ हिस्सा सदमे तरंगों के निर्माण में स्थानांतरित करता है।

सुपरसोनिक बॉडी मूवमेंट.

शॉक वेव का दूसरा नाम भी है। अंतरिक्ष में विमान के साथ चलते हुए, यह अनिवार्य रूप से उपर्युक्त पर्यावरणीय मापदंडों (यानी वायु प्रवाह) में तेज बदलाव के मोर्चे का प्रतिनिधित्व करता है। और यही शॉक वेव का सार है।

सदमा सदमाऔर शॉक वेव, सामान्य तौर पर समतुल्य परिभाषाएँ हैं, लेकिन वायुगतिकी में पहली का अधिक उपयोग किया जाता है।

शॉक वेव (या शॉक वेव) व्यावहारिक रूप से उड़ान की दिशा के लंबवत हो सकती है, इस स्थिति में वे अंतरिक्ष में लगभग एक वृत्त का आकार लेती हैं और सीधी रेखाएं कहलाती हैं। यह आमतौर पर M=1 के करीब मोड में होता है।

शरीर की गति के तरीके. ! - सबसोनिक, 2 - एम=1, सुपरसोनिक, 4 - शॉक वेव (शॉक वेव)।

संख्या M > 1 पर, वे पहले से ही उड़ान की दिशा के कोण पर स्थित हैं। यानी विमान पहले से ही अपनी ही आवाज से आगे निकल रहा है. इस मामले में, उन्हें तिरछा कहा जाता है और अंतरिक्ष में वे एक शंकु का आकार लेते हैं, जिसे, वैसे, मच शंकु कहा जाता है, जिसका नाम एक वैज्ञानिक के नाम पर रखा गया है जिन्होंने सुपरसोनिक प्रवाह का अध्ययन किया था (उनमें से एक में उनका उल्लेख किया गया था)।

मच शंकु.

इस शंकु का आकार (इसकी "पतलापन," इसलिए कहा जा सकता है) सटीक रूप से संख्या एम पर निर्भर करता है और संबंध से संबंधित है: एम = 1/sin α, जहां α शंकु की धुरी और उसके बीच का कोण है जेनरेट्रिक्स। और शंक्वाकार सतह सभी ध्वनि तरंगों के अग्रभाग को छूती है, जिसका स्रोत विमान था, और जिसे यह सुपरसोनिक गति तक पहुंचते हुए "आगे निकल गया"।

अलावा सदमे की लहरेंशायद ऐसा भी पर कब्जा कर लिया, जब वे सुपरसोनिक गति से चलते हुए किसी पिंड की सतह से सटे होते हैं, या दूर जा रहे होते हैं, यदि वे शरीर के संपर्क में नहीं होते हैं।

विभिन्न आकृतियों के पिंडों के चारों ओर सुपरसोनिक प्रवाह के दौरान आघात तरंगों के प्रकार।

यदि सुपरसोनिक प्रवाह किसी नुकीली सतह के आसपास बहता है तो आमतौर पर झटके लगते हैं। एक हवाई जहाज के लिए, उदाहरण के लिए, यह एक नुकीली नाक, उच्च दबाव वाली हवा का सेवन, या हवा के सेवन का एक तेज किनारा हो सकता है। साथ ही वे कहते हैं, "कूद बैठता है", उदाहरण के लिए, नाक पर।

और गोल सतहों के चारों ओर बहने पर एक अलग झटका लग सकता है, उदाहरण के लिए, पंख के मोटे एयरफ़ॉइल का अग्रणी गोल किनारा।

विमान के शरीर के विभिन्न घटक उड़ान में सदमे तरंगों की एक जटिल प्रणाली बनाते हैं। हालाँकि, उनमें से सबसे तीव्र दो हैं। एक धनुष पर सिर है और दूसरा पूंछ तत्वों पर पूंछ है। विमान से कुछ दूरी पर, मध्यवर्ती झटके या तो सिर वाले झटके को पकड़ लेते हैं और उसमें विलीन हो जाते हैं, या पूंछ वाले झटके उन्हें पकड़ लेते हैं।

पवन सुरंग (एम=2) में पर्जिंग के दौरान एक मॉडल विमान पर झटके।

परिणामस्वरूप, दो छलाँगें रह जाती हैं, जो सामान्य तौर पर, उड़ान की ऊँचाई की तुलना में विमान के छोटे आकार और तदनुसार, उनके बीच की छोटी अवधि के कारण एक सांसारिक पर्यवेक्षक द्वारा एक के रूप में माना जाता है।

शॉक वेव (शॉक वेव) की तीव्रता (दूसरे शब्दों में, ऊर्जा) विभिन्न मापदंडों (विमान की गति, इसकी डिजाइन सुविधाओं, पर्यावरणीय परिस्थितियों आदि) पर निर्भर करती है और इसके सामने दबाव में गिरावट से निर्धारित होती है।

जैसे ही यह मच कोन के शीर्ष से, यानी विमान से, अशांति के स्रोत के रूप में दूर जाता है, शॉक तरंग कमजोर हो जाती है, धीरे-धीरे एक सामान्य ध्वनि तरंग में बदल जाती है और अंततः पूरी तरह से गायब हो जाती है।

और इसकी तीव्रता किस डिग्री पर होगी सदमे की लहर(या शॉक वेव) का जमीन तक पहुंचना इस बात पर निर्भर करता है कि यह वहां क्या प्रभाव पैदा कर सकता है। यह कोई रहस्य नहीं है कि प्रसिद्ध कॉनकॉर्ड ने केवल अटलांटिक के ऊपर सुपरसोनिक उड़ान भरी, और सैन्य सुपरसोनिक विमान उच्च ऊंचाई पर या उन क्षेत्रों में सुपरसोनिक उड़ान भरते हैं जहां कोई आबादी वाला क्षेत्र नहीं है (के अनुसार) कम से कमऐसा लगता है जैसे उन्हें यह करना चाहिए :-))।

ये प्रतिबंध बहुत उचित हैं. उदाहरण के लिए, मेरे लिए शॉक वेव की परिभाषा ही विस्फोट से जुड़ी है। और जो चीजें एक पर्याप्त तीव्र शॉक वेव कर सकती हैं, वे अच्छी तरह से इसके अनुरूप हो सकती हैं। कम से कम खिड़कियों का शीशा आसानी से उड़ सकता है। इसके पर्याप्त प्रमाण हैं (विशेषकर इतिहास में)। सोवियत विमानन, जब यह काफी संख्या में थे और उड़ानें तीव्र थीं)। लेकिन आप इससे भी बुरे काम कर सकते हैं. आपको बस नीचे उड़ना है :-)...

हालाँकि, अधिकांश भाग के लिए, ज़मीन पर पहुँचने पर सदमे की लहरों का जो अवशेष रहता है वह अब खतरनाक नहीं है। ज़मीन पर मौजूद कोई बाहरी पर्यवेक्षक दहाड़ या विस्फोट जैसी आवाज़ सुन सकता है। यह इस तथ्य के साथ है कि एक आम और लगातार बनी रहने वाली ग़लतफ़हमी जुड़ी हुई है।

जो लोग विमान विज्ञान में ज्यादा अनुभवी नहीं हैं, वे ऐसी आवाज सुनकर कहते हैं कि विमान आगे निकल गया ध्वनि अवरोध (सुपरसोनिक बैरियर). वास्तव में यह सच नहीं है। कम से कम दो कारणों से इस कथन का वास्तविकता से कोई लेना-देना नहीं है।

शॉक वेव (सदमे की लहर)।

सबसे पहले, यदि जमीन पर कोई व्यक्ति आकाश में ऊंची गर्जना सुनता है, तो इसका मतलब केवल इतना है (मैं दोहराता हूं:-)) कि उसके कान पहुंच गए हैं शॉक वेव फ्रंट(या सदमे की लहर) कहीं उड़ रहे हवाई जहाज से। यह विमान पहले से ही सुपरसोनिक गति से उड़ान भर रहा है, और अभी तक इस पर स्विच नहीं किया गया है।

और अगर यही व्यक्ति अचानक खुद को विमान से कई किलोमीटर आगे पाता है, तो उसे फिर से उसी विमान से वही आवाज सुनाई देगी, क्योंकि वह विमान के साथ चलने वाली उसी शॉक वेव के संपर्क में आ जाएगा।

यह सुपरसोनिक गति से चलता है, और इसलिए चुपचाप पहुंचता है। और जब इसका कान के पर्दों पर हमेशा सुखद प्रभाव नहीं पड़ता है (यह अच्छा है, जब केवल उन पर :-)) और सुरक्षित रूप से पारित हो जाता है, तो चलने वाले इंजनों की दहाड़ सुनाई देने लगती है।

एक विमान का अनुमानित उड़ान पैटर्न विभिन्न अर्थसाब 35 "ड्रेकेन" फाइटर के उदाहरण का उपयोग करते हुए एम नंबर। भाषा, दुर्भाग्य से, जर्मन है, लेकिन योजना आम तौर पर स्पष्ट है।

इसके अलावा, सुपरसोनिक ध्वनि में परिवर्तन किसी एक बार के "बूम", पॉप, विस्फोट आदि के साथ नहीं होता है। आधुनिक सुपरसोनिक विमान पर, पायलट को अक्सर ऐसे संक्रमण के बारे में उपकरण रीडिंग से ही पता चलता है। हालाँकि, इस मामले में, एक निश्चित प्रक्रिया होती है, लेकिन यदि कुछ पायलटिंग नियमों का पालन किया जाता है, तो यह उसके लिए व्यावहारिक रूप से अदृश्य है।

लेकिन वह सब नहीं है :-)। मैं और अधिक कहूंगा. किसी ठोस, भारी, पार करने में कठिन बाधा के रूप में, जिस पर विमान टिका हुआ है और जिसे "छेदने" की आवश्यकता है (मैंने ऐसे निर्णय सुने हैं :-)) मौजूद नहीं है।

सच कहूँ तो, कोई भी बाधा नहीं है। एक बार, विमानन में उच्च गति के विकास की शुरुआत में, यह अवधारणा सुपरसोनिक गति में संक्रमण और उस पर उड़ान भरने की कठिनाई के बारे में एक मनोवैज्ञानिक धारणा के रूप में बनाई गई थी। ऐसे बयान भी थे कि यह आम तौर पर असंभव था, खासकर जब से ऐसी मान्यताओं और बयानों के लिए पूर्वापेक्षाएँ काफी विशिष्ट थीं।

हालाँकि, सबसे पहले चीज़ें...

वायुगतिकी में, एक और शब्द है जो इस प्रवाह में चलने वाले और सुपरसोनिक होने की प्रवृत्ति वाले शरीर के वायु प्रवाह के साथ बातचीत की प्रक्रिया का काफी सटीक वर्णन करता है। यह लहर संकट. यह वह है जो कुछ बुरे काम करता है जो परंपरागत रूप से अवधारणा से जुड़े हुए हैं ध्वनि अवरोध.

तो संकट के बारे में कुछ :-)। किसी भी विमान में ऐसे हिस्से होते हैं जिनके चारों ओर हवा का प्रवाह उड़ान के दौरान समान नहीं हो सकता है। आइए, उदाहरण के लिए, एक पंख, या यों कहें कि एक साधारण क्लासिक लें सबसोनिक प्रोफ़ाइल.

लिफ्ट कैसे उत्पन्न होती है इसके बुनियादी ज्ञान से, हम अच्छी तरह से जानते हैं कि प्रोफ़ाइल की ऊपरी घुमावदार सतह की आसन्न परत में प्रवाह की गति अलग है। जहां प्रोफ़ाइल अधिक उत्तल है, यह समग्र प्रवाह वेग से अधिक है, फिर, जब प्रोफ़ाइल चपटी होती है, तो यह कम हो जाती है।

जब पंख प्रवाह में ध्वनि की गति के करीब गति से चलता है, तो एक क्षण आ सकता है जब ऐसे उत्तल क्षेत्र में, उदाहरण के लिए, वायु परत की गति, जो पहले से ही प्रवाह की कुल गति से अधिक है, बन जाती है सोनिक और यहां तक ​​कि सुपरसोनिक भी।

स्थानीय आघात तरंग जो तरंग संकट के दौरान ट्रांसोनिक्स में घटित होती है।

आगे प्रोफ़ाइल के साथ, यह गति कम हो जाती है और कुछ बिंदु पर फिर से सबसोनिक हो जाती है। लेकिन, जैसा कि हमने ऊपर कहा, एक सुपरसोनिक प्रवाह जल्दी से धीमा नहीं हो सकता है, इसलिए इसका उद्भव होता है सदमे की लहर.

इस तरह के झटके सुव्यवस्थित सतहों के विभिन्न क्षेत्रों में दिखाई देते हैं, और शुरू में वे काफी कमजोर होते हैं, लेकिन उनकी संख्या बड़ी हो सकती है, और समग्र प्रवाह गति में वृद्धि के साथ, सुपरसोनिक क्षेत्र बढ़ते हैं, झटके "मजबूत हो जाते हैं" और स्थानांतरित हो जाते हैं प्रोफ़ाइल का पिछला किनारा. बाद में, प्रोफ़ाइल की निचली सतह पर वही शॉक तरंगें दिखाई देती हैं।

विंग प्रोफाइल के चारों ओर पूर्ण सुपरसोनिक प्रवाह।

इस सब का क्या मतलब है? यहाँ क्या है. पहला– यह महत्वपूर्ण है वायुगतिकीय खिंचाव में वृद्धिट्रांसोनिक गति सीमा में (लगभग M=1, कम या ज्यादा)। यह प्रतिरोध इसके किसी एक घटक में तीव्र वृद्धि के कारण बढ़ता है - तरंग प्रतिरोध. वही बात जो हमने पहले सबसोनिक गति पर उड़ानों पर विचार करते समय ध्यान में नहीं रखी थी।

जैसा कि मैंने ऊपर कहा, सुपरसोनिक प्रवाह की मंदी के दौरान कई शॉक वेव्स (या शॉक वेव्स) बनाने के लिए, ऊर्जा बर्बाद होती है, और इसे विमान की गति की गतिज ऊर्जा से लिया जाता है। अर्थात्, विमान बस धीमा हो जाता है (और बहुत ध्यान देने योग्य!)। यह वही है तरंग प्रतिरोध.

इसके अलावा, शॉक वेव्स, उनमें प्रवाह की तीव्र मंदी के कारण, अपने पीछे की सीमा परत को अलग करने और इसे लैमिनर से अशांत में बदलने में योगदान करती हैं। इससे वायुगतिकीय खिंचाव और बढ़ जाता है।

विभिन्न मच संख्याओं पर प्रोफ़ाइल में सूजन। झटके के झटके, स्थानीय सुपरसोनिक क्षेत्र, अशांत क्षेत्र।

दूसरा. विंग प्रोफ़ाइल पर स्थानीय सुपरसोनिक ज़ोन की उपस्थिति और बढ़ती प्रवाह गति के साथ प्रोफ़ाइल के पूंछ भाग में उनकी आगे की शिफ्ट के कारण, और इस प्रकार, प्रोफ़ाइल पर दबाव वितरण पैटर्न में परिवर्तन, वायुगतिकीय बलों के अनुप्रयोग का बिंदु (केंद्र) दबाव का) भी अनुगामी किनारे की ओर स्थानांतरित हो जाता है। परिणाम स्वरूप ऐसा प्रतीत होता है गोता लगाने का क्षणविमान के द्रव्यमान के केंद्र के सापेक्ष, जिससे उसकी नाक नीचे हो गई।

इस सबका परिणाम क्या होता है... वायुगतिकीय खिंचाव में काफी तेज वृद्धि के कारण, विमान को ध्यान देने योग्य आवश्यकता होती है इंजन पावर रिजर्वट्रांसोनिक क्षेत्र को पार करने और वास्तविक सुपरसोनिक ध्वनि तक पहुंचने के लिए।

तरंग कर्षण में वृद्धि के कारण ट्रांसोनिक्स (तरंग संकट) में वायुगतिकीय कर्षण में तेज वृद्धि। सीडी - प्रतिरोध गुणांक।

आगे। डाइविंग मोमेंट की घटना के कारण पिच नियंत्रण में कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं। इसके अलावा, सदमे तरंगों के साथ स्थानीय सुपरसोनिक क्षेत्रों के उद्भव से जुड़ी प्रक्रियाओं की अव्यवस्था और असमानता के कारण, नियंत्रण कठिन हो जाता है. उदाहरण के लिए, रोल में, बाएँ और दाएँ तल पर विभिन्न प्रक्रियाओं के कारण।

इसके अलावा, स्थानीय अशांति के कारण अक्सर काफी तीव्र कंपन भी होता है।

सामान्यतः सुखों का एक पूरा समुच्चय जिसे कहा जाता है लहर संकट. लेकिन, सच्चाई यह है कि, ये सभी सुपरसोनिक गति प्राप्त करने के लिए विशिष्ट सबसोनिक विमान (मोटी सीधी पंख प्रोफ़ाइल के साथ) का उपयोग करते समय घटित होते हैं (था, ठोस :-))।

प्रारंभ में, जब अभी तक पर्याप्त ज्ञान नहीं था, और सुपरसोनिक तक पहुंचने की प्रक्रियाओं का व्यापक अध्ययन नहीं किया गया था, इस सेट को लगभग घातक रूप से दुर्गम माना जाता था और इसे कहा जाता था ध्वनि अवरोध(या सुपरसोनिक बैरियर, यदि आप चाहते हैं:-))।

पारंपरिक पिस्टन विमानों पर ध्वनि की गति पर काबू पाने की कोशिश करते समय कई दुखद घटनाएं हुई हैं। तेज़ कंपन के कारण कभी-कभी संरचनात्मक क्षति हो जाती है। विमानों में आवश्यक त्वरण के लिए पर्याप्त शक्ति नहीं थी। क्षैतिज उड़ान में प्रभाव के कारण यह असंभव था, जिसकी प्रकृति भी वैसी ही है लहर संकट.

इसलिए, तेजी लाने के लिए गोता लगाया गया। लेकिन यह घातक भी हो सकता था. लहर संकट के दौरान प्रकट होने वाले गोता लगाने के क्षण ने गोता लगाने को लंबा कर दिया, और कभी-कभी इससे बाहर निकलने का कोई रास्ता नहीं था। आख़िरकार, नियंत्रण बहाल करने और लहर संकट को खत्म करने के लिए गति को कम करना आवश्यक था। लेकिन गोता लगाकर ऐसा करना बेहद कठिन (यदि असंभव नहीं) है।

27 मई, 1943 को तरल ईंधन के साथ प्रसिद्ध प्रायोगिक लड़ाकू विमान बीआई-1 का क्षैतिज उड़ान से गोता लगाना यूएसएसआर में आपदा के मुख्य कारणों में से एक माना जाता है। रॉकेट इंजन. पर परीक्षण किये गये अधिकतम गतिउड़ान, और डिजाइनरों के अनुमान के अनुसार, प्राप्त गति 800 किमी/घंटा से अधिक थी। जिसके बाद गोता लगाने में देरी हुई, जिससे विमान उबर नहीं पाया.

प्रायोगिक लड़ाकू बीआई-1।

हमारे समय में लहर संकटपहले से ही काफी अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है और काबू पाया जा रहा है ध्वनि अवरोध(यदि आवश्यक हो :-)) कठिन नहीं है। उन हवाई जहाजों पर जो काफी तेज़ गति से उड़ान भरने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, उनके उड़ान संचालन को सुविधाजनक बनाने के लिए कुछ डिज़ाइन समाधान और प्रतिबंध लागू किए जाते हैं।

जैसा कि ज्ञात है, तरंग संकट एक के करीब एम संख्या से शुरू होता है। इसलिए, लगभग सभी सबसोनिक जेट एयरलाइनर (विशेष रूप से यात्री वाले) की उड़ान होती है एम की संख्या पर सीमा. आमतौर पर यह 0.8-0.9M के क्षेत्र में होता है। पायलट को इस पर निगरानी रखने का निर्देश दिया गया है. इसके अलावा, कई विमानों पर, जब सीमा स्तर पहुंच जाता है, जिसके बाद उड़ान की गति कम करनी पड़ती है।

लगभग सभी विमान कम से कम 800 किमी/घंटा और उससे अधिक की गति से उड़ान भरते हैं स्वेप्ट विंग(कम से कम अग्रणी किनारे पर :-))। यह आपको आक्रामक शुरुआत में देरी करने की अनुमति देता है लहर संकट M=0.85-0.95 के अनुरूप गति तक।

स्वेप्ट विंग. मूल क्रिया.

इस प्रभाव का कारण काफी सरलता से समझाया जा सकता है। एक सीधे पंख पर, गति V के साथ हवा का प्रवाह लगभग एक समकोण पर पहुंचता है, और एक घुमावदार पंख (स्वीप कोण χ) पर एक निश्चित ग्लाइडिंग कोण β पर होता है। वेग V को सदिश रूप से दो प्रवाहों में विघटित किया जा सकता है: Vτ और Vn।

प्रवाह Vτ विंग पर दबाव वितरण को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन प्रवाह Vn करता है, जो विंग के भार-वहन गुणों को सटीक रूप से निर्धारित करता है। और यह कुल प्रवाह वी के परिमाण में स्पष्ट रूप से छोटा है। इसलिए, एक स्वेप्ट विंग पर, एक लहर संकट की शुरुआत और वृद्धि तरंग प्रतिरोधसमान फ्री-स्ट्रीम गति पर सीधे विंग की तुलना में काफी देर से होता है।

प्रायोगिक लड़ाकू E-2A (MIG-21 का पूर्ववर्ती)। विशिष्ट स्वेप्ट विंग.

स्वेप्ट विंग के संशोधनों में से एक विंग था सुपरक्रिटिकल प्रोफाइल(उसका उल्लेख किया)। यह लहर संकट की शुरुआत को उच्च गति में स्थानांतरित करना भी संभव बनाता है, और इसके अलावा, यह दक्षता में वृद्धि करना संभव बनाता है, जो यात्री एयरलाइनरों के लिए महत्वपूर्ण है।

सुपरजेट 100. सुपरक्रिटिकल प्रोफ़ाइल के साथ स्वेप्ट विंग।

यदि विमान मार्ग के लिए अभिप्रेत है ध्वनि अवरोध(गुजर रहा है और लहर संकटभी :-)) और सुपरसोनिक उड़ान, यह आमतौर पर हमेशा कुछ डिज़ाइन सुविधाओं में भिन्न होती है। विशेष रूप से, यह आमतौर पर होता है पतली पंख प्रोफ़ाइल और नुकीले किनारों वाला एपेनेज(हीरे के आकार या त्रिकोणीय सहित) और योजना में एक निश्चित पंख का आकार (उदाहरण के लिए, अतिप्रवाह के साथ त्रिकोणीय या समलम्बाकार, आदि)।

सुपरसोनिक मिग-21. अनुयायी ई-2ए. एक विशिष्ट डेल्टा विंग.

एमआईजी-25. सुपरसोनिक उड़ान के लिए डिज़ाइन किए गए एक विशिष्ट विमान का एक उदाहरण। पतले पंख और पूंछ प्रोफाइल, तेज किनारे। समलम्बाकार पंख. प्रोफ़ाइल

लौकिक पारित करना ध्वनि अवरोध, अर्थात्, ऐसे विमान सुपरसोनिक गति में परिवर्तन करते हैं इंजन का आफ्टरबर्नर संचालनवायुगतिकीय प्रतिरोध में वृद्धि के कारण, और निश्चित रूप से, क्षेत्र से शीघ्रता से गुजरने के लिए लहर संकट. और इस संक्रमण के क्षण को अक्सर किसी भी तरह से महसूस नहीं किया जाता है (मैं दोहराता हूं :-)) या तो पायलट द्वारा (उसे केवल कॉकपिट में ध्वनि दबाव के स्तर में कमी का अनुभव हो सकता है), या किसी बाहरी पर्यवेक्षक द्वारा, यदि , निःसंदेह, वह इसका निरीक्षण कर सकता था :-)।

हालाँकि, यहाँ बाहरी पर्यवेक्षकों से जुड़ी एक और ग़लतफ़हमी का उल्लेख करना उचित है। निश्चित रूप से कई लोगों ने इस तरह की तस्वीरें देखी हैं, जिनके नीचे कैप्शन लिखा है कि यही वह क्षण है जब विमान पर विजय प्राप्त करता है ध्वनि अवरोध, तो बोलने के लिए, दृष्टिगत रूप से।

प्रांटल-ग्लोर्ट प्रभाव। इसमें ध्वनि अवरोध को तोड़ना शामिल नहीं है।

पहले तो, हम पहले से ही जानते हैं कि इस तरह की कोई ध्वनि बाधा नहीं है, और सुपरसोनिक में संक्रमण किसी असाधारण चीज़ (धमाके या विस्फोट सहित) के साथ नहीं होता है।

दूसरे. हमने फोटो में जो देखा वह तथाकथित है प्रांटल-ग्लोर्ट प्रभाव. मैं उसके बारे में पहले ही लिख चुका हूं. इसका सुपरसोनिक में परिवर्तन से कोई सीधा संबंध नहीं है। यह सिर्फ इतना है कि उच्च गति पर (सबसोनिक, वैसे :-)) विमान, हवा के एक निश्चित द्रव्यमान को अपने सामने ले जाता है, इसके पीछे एक निश्चित मात्रा में हवा बनाता है विरलन क्षेत्र. उड़ान के तुरंत बाद, यह क्षेत्र पास के प्राकृतिक स्थान से हवा से भरना शुरू हो जाता है। आयतन में वृद्धि और तापमान में भारी गिरावट।

अगर हवा मैं नमीपर्याप्त है और तापमान आसपास की हवा के ओस बिंदु से नीचे चला जाता है नमी संघननजलवाष्प से कोहरे के रूप में, जो हमें दिखाई देता है। जैसे ही स्थितियाँ मूल स्तर पर बहाल हो जाती हैं, यह कोहरा तुरंत गायब हो जाता है। यह पूरी प्रक्रिया काफी अल्पकालिक है.

उच्च ट्रांसोनिक गति पर इस प्रक्रिया को स्थानीय द्वारा सुगम बनाया जा सकता है सदमे की लहरेंमैं, कभी-कभी विमान के चारों ओर एक कोमल शंकु जैसा कुछ बनाने में मदद करता हूं।

उच्च गति इस घटना को बढ़ावा देती है, हालाँकि, यदि हवा में नमी पर्याप्त है, तो यह काफी कम गति पर हो सकती है (और होती है)। उदाहरण के लिए, जलाशयों की सतह के ऊपर। वैसे, इस प्रकृति की अधिकांश खूबसूरत तस्वीरें एक विमान वाहक जहाज पर, यानी काफी आर्द्र हवा में ली गई थीं।

इस तरह से ये कार्य करता है। बेशक, फुटेज बढ़िया है, दृश्य शानदार है :-), लेकिन यह बिल्कुल वैसा नहीं है जैसा इसे अक्सर कहा जाता है। इसका इससे कोई लेना-देना नहीं है (और) सुपरसोनिक बैरियरवही:-))। और मुझे लगता है कि यह अच्छा है, अन्यथा इस तरह की फोटो और वीडियो लेने वाले पर्यवेक्षक शायद खुश नहीं होंगे। सदमे की लहर, क्या आप जानते हैं:-)…

निष्कर्ष में, एक वीडियो है (मैंने पहले ही इसका उपयोग किया है), जिसके लेखक सुपरसोनिक गति से कम ऊंचाई पर उड़ रहे विमान से सदमे की लहर का प्रभाव दिखाते हैं। बेशक, वहाँ एक निश्चित अतिशयोक्ति है :-), लेकिन सामान्य सिद्धांतसमझने योग्य. और फिर से प्रभावशाली :-)…

यह सभी आज के लिए है। लेख को अंत तक पढ़ने के लिए धन्यवाद :-). अगली बार तक...

तस्वीरें क्लिक करने योग्य हैं.

कभी-कभी जब कोई जेट विमान आकाश से उड़ता है, तो आप एक तेज़ धमाका सुन सकते हैं जो विस्फोट जैसा लगता है। यह "विस्फोट" विमान द्वारा ध्वनि अवरोधक को तोड़ने का परिणाम है।

ध्वनि अवरोध क्या है और हमें विस्फोट क्यों सुनाई देता है? और ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति कौन थे? ? हम नीचे इन प्रश्नों पर विचार करेंगे।

ध्वनि अवरोध क्या है और यह कैसे बनता है?

वायुगतिकीय ध्वनि अवरोध घटनाओं की एक श्रृंखला है जो किसी भी विमान (हवाई जहाज, रॉकेट, आदि) की गति के साथ होती है जिसकी गति ध्वनि की गति के बराबर या उससे अधिक होती है। दूसरे शब्दों में, वायुगतिकीय "ध्वनि अवरोध" वायु प्रतिरोध में एक तेज उछाल है जो तब होता है जब कोई हवाई जहाज ध्वनि की गति तक पहुँच जाता है।

ध्वनि तरंगें एक निश्चित गति से अंतरिक्ष में यात्रा करती हैं, जो ऊंचाई, तापमान और दबाव के आधार पर भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, समुद्र तल पर ध्वनि की गति लगभग 1220 किमी/घंटा है, 15 हजार मीटर की ऊंचाई पर - 1000 किमी/घंटा तक, आदि। जब किसी विमान की गति ध्वनि की गति के करीब पहुंचती है, तो उस पर कुछ भार लागू होते हैं। सामान्य गति (सबसोनिक) पर, विमान की नाक उसके सामने संपीड़ित हवा की एक लहर "ड्राइव" करती है, जिसकी गति ध्वनि की गति से मेल खाती है। लहर की गति विमान की सामान्य गति से अधिक है। परिणामस्वरूप, विमान की पूरी सतह पर हवा स्वतंत्र रूप से प्रवाहित होती है।

लेकिन, यदि विमान की गति ध्वनि की गति से मेल खाती है, तो संपीड़न तरंग नाक पर नहीं, बल्कि पंख के सामने बनती है। परिणामस्वरूप, एक शॉक वेव बनती है, जिससे पंखों पर भार बढ़ जाता है।

किसी विमान को एक निश्चित गति के अलावा, ध्वनि अवरोध पर काबू पाने के लिए, उसके पास एक विशेष डिज़ाइन होना चाहिए। यही कारण है कि विमान डिजाइनरों ने विमान निर्माण में एक विशेष वायुगतिकीय विंग प्रोफ़ाइल और अन्य तरकीबें विकसित और उपयोग कीं। ध्वनि अवरोध को तोड़ने के क्षण में, एक आधुनिक सुपरसोनिक विमान के पायलट को कंपन, "छलांग" और "वायुगतिकीय झटका" महसूस होता है, जिसे जमीन पर हम एक पॉप या विस्फोट के रूप में महसूस करते हैं।

ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति कौन थे?

ध्वनि अवरोध के "अग्रणी" का प्रश्न पहले अंतरिक्ष खोजकर्ताओं के प्रश्न के समान ही है। प्रश्न के लिए " सुपरसोनिक बैरियर को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति कौन थे? ? आप अलग-अलग उत्तर दे सकते हैं. यह ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाला पहला व्यक्ति है, और पहली महिला है, और, अजीब बात है, पहला उपकरण है...

ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति परीक्षण पायलट चार्ल्स एडवर्ड येजर (चक येजर) थे। 14 अक्टूबर, 1947 को, रॉकेट इंजन से लैस उनका प्रायोगिक बेल एक्स-1 विमान, विक्टरविले (कैलिफ़ोर्निया, यूएसए) से 21,379 मीटर की ऊंचाई से उथले गोता में चला गया, और ध्वनि की गति तक पहुंच गया। उस समय विमान की गति 1207 किमी/घंटा थी।

अपने पूरे करियर के दौरान, सैन्य पायलट ने न केवल अमेरिकी सैन्य विमानन, बल्कि अंतरिक्ष विज्ञान के विकास में भी बड़ा योगदान दिया। चार्ल्स एलवुड येजर ने दुनिया के कई हिस्सों का दौरा करते हुए, अमेरिकी वायु सेना में एक जनरल के रूप में अपना करियर समाप्त किया। एक सैन्य पायलट का अनुभव हॉलीवुड में भी शानदार हवाई करतब दिखाते समय काम आया फीचर फिल्म"पायलट"।

चक येजर की ध्वनि अवरोध को तोड़ने की कहानी फिल्म "द राइट गाइज़" में बताई गई है, जिसने 1984 में चार ऑस्कर जीते थे।

ध्वनि अवरोध के अन्य "विजेता"।

चार्ल्स येजर के अलावा, जो ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति थे, अन्य रिकॉर्ड धारक भी थे।

1. पहला सोवियत परीक्षण पायलट - सोकोलोव्स्की (26 दिसंबर, 1948)।
2. पहली महिला अमेरिकी जैकलीन कोचरन (18 मई, 1953) हैं। एडवर्ड्स एयर फ़ोर्स बेस (कैलिफ़ोर्निया, यूएसए) के ऊपर से उड़ान भरते हुए, उनके F-86 विमान ने 1223 किमी/घंटा की गति से ध्वनि अवरोध को तोड़ दिया।
3. पहला नागरिक विमान अमेरिकी यात्री विमान डगलस डीसी-8 (21 अगस्त, 1961) था। इसकी उड़ान, जो लगभग 12.5 हजार मीटर की ऊंचाई पर हुई, प्रायोगिक थी और पंखों के अग्रणी किनारों के भविष्य के डिजाइन के लिए आवश्यक डेटा एकत्र करने के उद्देश्य से आयोजित की गई थी।
4. ध्वनि अवरोधक को तोड़ने वाली पहली कार - थ्रस्ट एसएससी (15 अक्टूबर, 1997)।
5. फ्री फॉल में ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति अमेरिकी जो किटिंगर (1960) थे, जिन्होंने 31.5 किमी की ऊंचाई से पैराशूट से छलांग लगाई थी। हालाँकि, उसके बाद, 14 अक्टूबर, 2012 को अमेरिकी शहर रोसवेल (न्यू मैक्सिको, यूएसए) के ऊपर से उड़ान भरते हुए, ऑस्ट्रियाई फेलिक्स बॉमगार्टनर ने उड़ान भरकर विश्व रिकॉर्ड बनाया। गुब्बारा 39 किमी की ऊंचाई पर पैराशूट के साथ। इसकी गति लगभग 1342.8 किमी/घंटा थी, और इसका जमीन पर उतरना, के सबसेजिसका पथ मुक्त पतन में हुआ, केवल 10 मिनट लगे।
6. ध्वनि अवरोध को तोड़ने का विश्व रिकॉर्ड हवाई जहाजएक्स-15 हवा से जमीन पर मार करने वाली हाइपरसोनिक एरोबॉलिस्टिक मिसाइल (1967) से संबंधित है, जो वर्तमान में सेवा में है रूसी सेना. 31.2 किमी की ऊंचाई पर रॉकेट की गति 6389 किमी/घंटा थी। मैं यह नोट करना चाहूंगा कि मानवयुक्त विमानों के इतिहास में मानव गति की अधिकतम संभव गति 39,897 किमी/घंटा है, जो 1969 में अमेरिकी द्वारा हासिल की गई थी। अंतरिक्ष यान"अपोलो 10"।

ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाला पहला आविष्कार

अजीब बात है, ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाला पहला आविष्कार था... एक साधारण चाबुक, जिसका आविष्कार प्राचीन चीनियों ने 7 हजार साल पहले किया था।

1927 में तत्काल फोटोग्राफी के आविष्कार से पहले, किसी ने नहीं सोचा होगा कि चाबुक की दरार सिर्फ हैंडल से टकराने वाली एक पट्टा नहीं थी, बल्कि एक लघु सुपरसोनिक क्लिक थी। तेज स्विंग के दौरान, एक लूप बनता है, जिसकी गति कई दसियों गुना बढ़ जाती है और एक क्लिक के साथ होती है। लूप लगभग 1200 किमी/घंटा की गति से ध्वनि अवरोध को तोड़ता है।

वायुगतिकी में ध्वनि अवरोधक कई घटनाओं का नाम है जो ध्वनि की गति के करीब या उससे अधिक गति पर एक विमान (उदाहरण के लिए, एक सुपरसोनिक विमान, एक रॉकेट) की गति के साथ होती हैं।

जब एक सुपरसोनिक गैस प्रवाह एक ठोस पिंड के चारों ओर बहता है, तो उसके अग्रणी किनारे पर एक शॉक वेव (कभी-कभी एक से अधिक, पिंड के आकार के आधार पर) बनती है। फोटो में मॉडल के धड़ की नोक पर, पंख के आगे और पीछे के किनारों पर और मॉडल के पिछले सिरे पर बनी शॉक तरंगों को दिखाया गया है।

एक शॉक वेव (जिसे कभी-कभी शॉक वेव भी कहा जाता है) के सामने, जिसकी मोटाई बहुत कम होती है (एक मिमी का अंश), प्रवाह के गुणों में कार्डिनल परिवर्तन लगभग अचानक होते हैं - शरीर के सापेक्ष इसकी गति कम हो जाती है और बन जाती है सबसोनिक, प्रवाह में दबाव और गैस का तापमान अचानक बढ़ जाता है। प्रवाह की गतिज ऊर्जा का एक भाग गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। ये सभी परिवर्तन सुपरसोनिक प्रवाह की गति जितनी अधिक होगी। हाइपरसोनिक गति (मैक 5 और ऊपर) पर, गैस का तापमान कई हजार डिग्री तक पहुंच जाता है, जो बनाता है गंभीर समस्याएंऐसी गति से चलने वाले वाहनों के लिए (उदाहरण के लिए, कोलंबिया शटल 1 फरवरी, 2003 को उड़ान के दौरान थर्मल सुरक्षात्मक आवरण को हुए नुकसान के कारण ढह गया)।

जब यह तरंग, उदाहरण के लिए, पृथ्वी पर स्थित एक पर्यवेक्षक तक पहुँचती है, तो उसे विस्फोट के समान एक तेज़ ध्वनि सुनाई देती है। एक आम ग़लतफ़हमी यह है कि यह विमान के ध्वनि की गति तक पहुँचने, या "ध्वनि अवरोध को तोड़ने" का परिणाम है। वास्तव में, इस समय पर्यवेक्षक के पास से एक शॉक वेव गुजरती है, जो लगातार सुपरसोनिक गति से चलने वाले विमान के साथ चलती है। आमतौर पर, "पॉप" के तुरंत बाद, पर्यवेक्षक विमान के इंजनों की गड़गड़ाहट सुन सकता है, जो शॉक वेव गुजरने तक नहीं सुनाई देती है, क्योंकि विमान उसके द्वारा की जाने वाली आवाज़ों की तुलना में तेज़ी से आगे बढ़ रहा है। एक बहुत ही समान अवलोकन सबसोनिक उड़ान के दौरान होता है - उच्च ऊंचाई (1 किमी से अधिक) पर एक पर्यवेक्षक के ऊपर उड़ने वाला विमान नहीं सुना जाता है, या बल्कि हम इसे देरी से सुनते हैं: ध्वनि स्रोत की दिशा दिशा के साथ मेल नहीं खाती है जमीन से एक पर्यवेक्षक के लिए दृश्यमान विमान के लिए।

द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान ही, लड़ाकू विमानों की गति ध्वनि की गति के करीब पहुंचने लगी थी। उसी समय, पायलटों ने कभी-कभी अधिकतम गति से उड़ान भरते समय अपनी मशीनों के साथ होने वाली, उस समय समझ से बाहर और खतरनाक घटनाओं का निरीक्षण करना शुरू कर दिया। अमेरिकी वायु सेना के एक पायलट की अपने कमांडर जनरल अर्नोल्ड की एक भावनात्मक रिपोर्ट संरक्षित की गई है:
“सर, हमारे विमान पहले से ही बहुत सख्त हैं। यदि इससे भी अधिक गति वाली गाड़ियाँ सामने आएँ तो हम उन्हें उड़ा नहीं सकेंगे। पिछले सप्ताह मैंने अपनी मस्टैंग से एक मी-109 को गिरा दिया। मेरा विमान वायवीय हथौड़े की तरह हिल गया और पतवारों की आज्ञा का पालन करना बंद कर दिया। मैं उसे उसके गोते से बाहर नहीं निकाल सका। ज़मीन से केवल तीन सौ मीटर की दूरी पर, मुझे कार को समतल करने में कठिनाई हो रही थी..."

युद्ध के बाद, जब कई विमान डिजाइनरों और परीक्षण पायलटों ने मनोवैज्ञानिक रूप से महत्वपूर्ण निशान - ध्वनि की गति - तक पहुंचने के लिए लगातार प्रयास किए, तो ये अजीब घटनाएं आदर्श बन गईं, और इनमें से कई प्रयास दुखद रूप से समाप्त हो गए। इसने कुछ हद तक रहस्यमय अभिव्यक्ति "ध्वनि अवरोध" (फ़्रेंच मुर डु बेटा, जर्मन शाल्मौएर - ध्वनि दीवार) को जन्म दिया। निराशावादियों ने तर्क दिया कि इस सीमा को पार नहीं किया जा सकता, हालाँकि उत्साही लोगों ने अपनी जान जोखिम में डालकर बार-बार ऐसा करने की कोशिश की। विकास वैज्ञानिक विचारगैस की सुपरसोनिक गति के बारे में न केवल "ध्वनि अवरोध" की प्रकृति की व्याख्या करना संभव हुआ, बल्कि इस पर काबू पाने के साधन भी खोजना संभव हो गया।

ऐतिहासिक तथ्य

* नियंत्रित उड़ान में सुपरसोनिक गति तक पहुंचने वाले पहले पायलट प्रायोगिक बेल एक्स-1 विमान (सीधे पंख और एक एक्सएलआर-11 रॉकेट इंजन के साथ) पर अमेरिकी परीक्षण पायलट चक येजर थे, जो उथले में एम = 1.06 की गति तक पहुंचे गोता लगाना। ये 14 अक्टूबर 1947 को हुआ था.
* यूएसएसआर में, ध्वनि अवरोध को पहली बार 26 दिसंबर, 1948 को सोकोलोव्स्की द्वारा और फिर फेडोरोव द्वारा प्रयोगात्मक ला-176 लड़ाकू विमान पर उतरते समय तोड़ा गया था।
* ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाला पहला नागरिक विमान डगलस डीसी-8 यात्री विमान था। 21 अगस्त 1961 को, 12,496 मीटर की ऊंचाई से नियंत्रित गोता लगाने के दौरान यह 1.012 एम या 1262 किमी/घंटा की गति तक पहुंच गया। उड़ान विंग के नए अग्रणी किनारों के डिजाइन के लिए डेटा एकत्र करने के लिए शुरू की गई थी।
* 15 अक्टूबर 1997 को, एक हवाई जहाज में ध्वनि अवरोध को तोड़ने के 50 साल बाद, अंग्रेज एंडी ग्रीन ने थ्रस्ट एसएससी में ध्वनि अवरोध को तोड़ दिया।
* 14 अक्टूबर 2012 को, फेलिक्स बॉमगार्टनर किसी मोटर चालित उपकरण की सहायता के बिना ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति बने। वाहन, 39 किलोमीटर की ऊंचाई से छलांग के दौरान मुक्त गिरावट में। मुक्त गिरावट में, वह 1342.8 किलोमीटर प्रति घंटे की गति तक पहुंच गया।

तस्वीर:
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:F-18-diamondback_blast.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sonic_boom_cloud.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:F-14D_Tomcat_breaking_sound_barrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:B-1B_Breaking_the_sound_barrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transonic_Vapor_F-16_01.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FA-18F_Breaking_SoundBarrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Suponic_aircraft_breaking_sound_barrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FA18_faster_than_sound.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FA-18_Super_Hornet_VFA-102.jpg
* http://it.wikipedia.org/wiki/File:F-22_Supersonic_Flyby.jpg

ध्वनि अवरोध

ध्वनि अवरोध

एक घटना जो किसी विमान या रॉकेट की उड़ान के दौरान वायुमंडल में सबसोनिक से सुपरसोनिक उड़ान गति में संक्रमण के समय घटित होती है। जैसे ही विमान की गति ध्वनि की गति (1200 किमी/घंटा) के करीब पहुंचती है, उसके सामने हवा में एक पतला क्षेत्र दिखाई देता है, जिसमें हवा के दबाव और घनत्व में तेज वृद्धि होती है। उड़ते हुए विमान के सामने हवा के इस संघनन को शॉक वेव कहा जाता है। जमीन पर, सदमे की लहर के पारित होने को एक धमाके के रूप में माना जाता है, जो बंदूक की गोली की आवाज के समान है। से अधिक होने पर, विमान बढ़े हुए वायु घनत्व के इस क्षेत्र से गुजरता है, जैसे कि इसे छेद रहा हो - ध्वनि अवरोध को तोड़ रहा हो। कब काध्वनि अवरोध को तोड़ना विमानन के विकास में एक गंभीर समस्या प्रतीत होती है। इसे हल करने के लिए, विमान के पंख की प्रोफ़ाइल और आकार को बदलना आवश्यक था (यह पतला और स्वेप्ट-बैक हो गया), धड़ के सामने के हिस्से को अधिक नुकीला बनाना और विमान को जेट इंजन से लैस करना आवश्यक था। ध्वनि की गति पहली बार 1947 में चार्ल्स येजर द्वारा एक एक्स-1 विमान (यूएसए) पर बी-29 विमान से लॉन्च किए गए तरल रॉकेट इंजन के साथ पार की गई थी। रूस में, ओ. वी. सोकोलोव्स्की 1948 में टर्बोजेट इंजन वाले प्रायोगिक ला-176 विमान पर ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति थे।

विश्वकोश "प्रौद्योगिकी"। - एम.: रोसमैन. 2006 .

ध्वनि अवरोध

उड़ान मैक संख्या M(∞) पर एक वायुगतिकीय विमान के खिंचाव में तेज वृद्धि, महत्वपूर्ण संख्या M* से थोड़ा अधिक। इसका कारण यह है कि संख्या M(∞) > M* पर तरंग प्रतिरोध की उपस्थिति आती है। विमान का वेव ड्रैग गुणांक M(∞) = M* से शुरू करके बढ़ती संख्या M के साथ बहुत तेज़ी से बढ़ता है।
जेड की उपलब्धता बी. इससे ध्वनि की गति के बराबर उड़ान गति प्राप्त करना और उसके बाद सुपरसोनिक उड़ान में परिवर्तन करना कठिन हो जाता है। ऐसा करने के लिए, पतले स्वेप्ट पंखों वाले विमान बनाना आवश्यक हो गया, जिससे ड्रैग और जेट इंजन को काफी कम करना संभव हो गया, जिसमें बढ़ती गति के साथ जोर बढ़ता है।
यूएसएसआर में, ध्वनि की गति के बराबर गति पहली बार 1948 में ला-176 विमान पर हासिल की गई थी।

विमानन: विश्वकोश। - एम.: महान रूसी विश्वकोश. मुख्य संपादकजी.पी. स्विशचेव. 1994 .

देखें अन्य शब्दकोशों में "ध्वनि अवरोधक" क्या है:

वायुगतिकी में ध्वनि अवरोधक कई घटनाओं का नाम है जो ध्वनि की गति के करीब या उससे अधिक गति पर एक विमान (उदाहरण के लिए, एक सुपरसोनिक विमान, एक रॉकेट) की गति के साथ होती हैं। सामग्री 1 शॉक वेव, ... ... विकिपीडिया

ध्वनि अवरोधक, ध्वनि की गति (सुपरसोनिक स्पीड) से ऊपर उड़ान की गति बढ़ाने पर विमानन में कठिनाइयों का कारण। ध्वनि की गति के करीब पहुंचते हुए, विमान को खींचने में अप्रत्याशित वृद्धि और वायुगतिकीय लिफ्ट के नुकसान का अनुभव होता है... ... वैज्ञानिक और तकनीकी विश्वकोश शब्दकोश

ध्वनि अवरोध- गार्सो बर्जेरस स्टेटसस टी स्रिटिस फ़िज़िका एटिटिकमेनिस: अंग्रेजी। ध्वनि अवरोध ध्वनि अवरोधक वोक। शालबैरियर, एफ; शाल्मौएर, एफ रस। ध्वनि अवरोधक, एम प्रैंक। बेरियर सोनिक, एफ; फ्रंटियर सोनिक, एफ; मुर दे बेटा, म… फ़िज़िकोस टर्मिनų ज़ोडिनास

ध्वनि अवरोध- गार्सो बार्जेरस स्टेटसस टी स्रिटिस एनर्जेटिक एपिब्रेजटिस स्टैगस एरोडिनमिनियो पसिप्रिएसिनिमो पैडिडेजिमास, काई ऑरलाईवियो ग्रेइटिस टैम्पा गार्सो ग्रेइकिउ (विरसिजामा क्रिटिने माचो स्काईसियस वर्टे)। एस्किनामास बैंग्लो क्रिज़ डेल स्टैगा पेडिज्यूसियो… … Aiškinamasis šilumės ir Branduolinės technikos टर्मिनस žodynas

जैसे-जैसे विमान की उड़ान गति ध्वनि की गति (उड़ान मैक संख्या के महत्वपूर्ण मूल्य से अधिक) के करीब पहुंचती है, वायुगतिकीय खिंचाव में तेज वृद्धि होती है। तरंग प्रतिरोध में वृद्धि के साथ तरंग संकट द्वारा समझाया गया। 3 पर काबू पाएं... बिग इनसाइक्लोपीडिक पॉलिटेक्निक डिक्शनरी

ध्वनि अवरोध- विमान की गति के लिए वायु प्रतिरोध में तेज वृद्धि। ध्वनि की गति के करीब आने वाली गति। काबू पाना 3. ख. विमान के वायुगतिकीय आकार में सुधार और शक्तिशाली ... के उपयोग के कारण यह संभव हो गया। सैन्य शब्दों की शब्दावली

ध्वनि अवरोध- उड़ान मैक संख्या M∞ पर एक वायुगतिकीय विमान के प्रतिरोध में ध्वनि अवरोध तेज वृद्धि, महत्वपूर्ण संख्या M* से थोड़ा अधिक। इसका कारण यह है कि संख्याओं के लिए M∞ > विश्वकोश "विमानन"

ध्वनि अवरोध- उड़ान मैक संख्या M∞ पर एक वायुगतिकीय विमान के प्रतिरोध में ध्वनि अवरोध तेज वृद्धि, महत्वपूर्ण संख्या M* से थोड़ा अधिक। इसका कारण यह है कि संख्या M∞ > M* पर एक तरंग संकट उत्पन्न होता है,... ... विश्वकोश "विमानन"

- (फ्रांसीसी बैरियर चौकी)। 1)किलों में द्वार। 2) अखाड़ों और सर्कस में एक बाड़, एक लट्ठा, एक खंभा होता है जिस पर एक घोड़ा कूदता है। 3) यह संकेत कि लड़ाके द्वंद्वयुद्ध में पहुँचते हैं। 4) रेलिंग, झंझरी। शब्दकोष विदेशी शब्द, सम्मिलित ... ... रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

बैरियर, आह, पति। 1. रास्ते में (कूदने, दौड़ने के दौरान) रखी गई एक बाधा (दीवार, क्रॉसबार का प्रकार)। बी ले लो. (इस पर काबू करो)। 2. बाड़ लगाना, बाड़ लगाना। बी बॉक्स, बालकनी। 3. स्थानांतरण बाधा, किस बात की बाधा एन. नदी प्राकृतिक बी. के लिए… … शब्दकोषओज़ेगोवा

मेरा पुनर्प्रकाशन पुराना पाठ"ध्वनि अवरोध" विषय पर:

यह पता चला है कि विमानन के बारे में व्यापक गलत धारणाओं में से एक तथाकथित "ध्वनि अवरोध" है जिसे हवाई जहाज "दूर" करते हैं।

इससे भी अधिक: सुपरसोनिक उड़ान के साथ बहुत सारी गलतफहमियां जुड़ी हुई हैं। हकीकत में स्थिति कैसी है? (तस्वीरों के साथ कहानी।)

पहली ग़लतफ़हमी:"ताली", माना जाता है कि "ध्वनि अवरोध पर काबू पाने" के साथ (पहले, इस प्रश्न का उत्तर एलिमेंट्स वेबसाइट पर प्रकाशित किया गया था)।

"ताली" के साथ एक ग़लतफ़हमी है जो "ध्वनि अवरोधक" शब्द की ग़लतफ़हमी के कारण उत्पन्न हुई है। इस "पॉप" को सही मायनों में "सोनिक बूम" कहा जाता है। सुपरसोनिक गति से चलने वाला हवाई जहाज शॉक तरंगें पैदा करता है और आसपास की हवा में वायु दबाव बढ़ जाता है। सरल तरीके से, इन तरंगों की कल्पना एक विमान की उड़ान के साथ आने वाले शंकु के रूप में की जा सकती है, जिसका शीर्ष, जैसा कि यह था, धड़ की नाक से बंधा हुआ है, और जनरेटर विमान की गति के विरुद्ध निर्देशित हैं और काफी दूर तक फैल रहे हैं। , उदाहरण के लिए, पृथ्वी की सतह पर।

जब इस काल्पनिक शंकु की सीमा मुख्य के अग्रभाग को इंगित करती है ध्वनि की तरंग, मानव कान तक पहुंचता है, फिर दबाव में तेज उछाल को कान ताली के रूप में महसूस करता है। सोनिक बूम, मानो बंधा हुआ हो, विमान की पूरी उड़ान के साथ चलता है, बशर्ते कि विमान काफी तेजी से आगे बढ़ रहा हो, यद्यपि स्थिर गति से। ऐसा प्रतीत होता है कि ताली पृथ्वी की सतह पर एक निश्चित बिंदु पर ध्वनि बूम की मुख्य तरंग का मार्ग है, जहां, उदाहरण के लिए, श्रोता स्थित है।

दूसरे शब्दों में, यदि एक सुपरसोनिक विमान श्रोता के ऊपर से एक स्थिर, लेकिन सुपरसोनिक गति से आगे-पीछे उड़ना शुरू कर दे, तो हर बार धमाके की आवाज सुनाई देगी, विमान के काफी करीब दूरी पर श्रोता के ऊपर से उड़ान भरने के कुछ समय बाद।

और वायुगतिकी में "ध्वनि अवरोध" वायु प्रतिरोध में एक तेज उछाल है जो तब होता है जब एक हवाई जहाज ध्वनि की गति के करीब एक निश्चित सीमा गति तक पहुंच जाता है। जब यह गति पहुँच जाती है, तो विमान के चारों ओर वायु प्रवाह की प्रकृति नाटकीय रूप से बदल जाती है, जिससे एक समय में सुपरसोनिक गति प्राप्त करना बहुत कठिन हो जाता था। एक साधारण, सबसोनिक विमान ध्वनि की तुलना में तेजी से उड़ने में सक्षम नहीं है, चाहे वह कितना भी तेज क्यों न हो - वह बस नियंत्रण खो देगा और टूट कर गिर जाएगा।

ध्वनि अवरोध को दूर करने के लिए, वैज्ञानिकों को एक विशेष वायुगतिकीय प्रोफ़ाइल के साथ एक विंग विकसित करना पड़ा और अन्य तरकीबें अपनानी पड़ीं। यह दिलचस्प है कि एक आधुनिक का पायलट सुपरसोनिक विमानअच्छा लगता है जब उसका विमान ध्वनि अवरोध को "पार" कर लेता है: सुपरसोनिक प्रवाह पर स्विच करते समय, एक "वायुगतिकीय झटका" और नियंत्रणीयता में विशेषता "छलांग" महसूस होती है। लेकिन इन प्रक्रियाओं का ज़मीनी स्तर पर होने वाली "तालियों" से सीधा संबंध नहीं है।

ग़लतफ़हमी दो: "कोहरा तोड़ना".

जबकि लगभग हर कोई "कपास" के बारे में जानता है, "कोहरे" की स्थिति कुछ हद तक "विशेष" है। ऐसी कई तस्वीरें हैं जहां एक उड़ता हुआ विमान (आमतौर पर एक लड़ाकू विमान) धूमिल शंकु से "छलाँग लगाता" प्रतीत होता है। बहुत प्रभावशाली लग रहा है:

कोहरे को "ध्वनि अवरोधक" कहा जाता है। वे कहते हैं कि तस्वीर "पर काबू पाने" के क्षण को कैद करती है, और कोहरा "वही बाधा" है।

वास्तव में, कोहरे की घटना केवल विमान की उड़ान के साथ होने वाले दबाव में तेज गिरावट से जुड़ी होती है। वायुगतिकीय प्रभावों के परिणामस्वरूप, विमान के संरचनात्मक तत्वों के पीछे न केवल उच्च दबाव के क्षेत्र बनते हैं, बल्कि हवा के विरल क्षेत्र (दबाव में उतार-चढ़ाव होता है) भी बनते हैं। यह विरलन के इन क्षेत्रों में है (जो वास्तव में, गर्मी विनिमय के बिना होता है)। पर्यावरण, क्योंकि प्रक्रिया "बहुत तेज़" है) और जल वाष्प संघनित हो जाता है। इसका कारण "स्थानीय तापमान" में तेज गिरावट है, जिससे तथाकथित "ओस बिंदु" में तेज बदलाव होता है।

इसलिए, यदि हवा की नमी और तापमान उपयुक्त है, तो ऐसा कोहरा - जो वायुमंडलीय नमी के तीव्र संघनन के कारण होता है - विमान की पूरी उड़ान के साथ रहता है। और जरूरी नहीं कि सुपरसोनिक गति से हो। उदाहरण के लिए, नीचे दी गई तस्वीर में, एक बी-2 बमवर्षक, जो एक सबसोनिक विमान है, एक विशिष्ट धुंध के साथ है:

बेशक, चूंकि तस्वीर उड़ान के एक पल को कैद करती है, तो, सुपरसोनिक विमान के मामले में, यह कोहरे से एक लड़ाकू विमान के "कूदने" का एहसास पैदा करता है। समुद्र के ऊपर कम ऊंचाई पर उड़ान भरते समय विशेष रूप से स्पष्ट प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है, क्योंकि इस मामले में वातावरण आमतौर पर बहुत आर्द्र होता है।

यही कारण है कि सुपरसोनिक उड़ान की अधिकांश "कलात्मक" तस्वीरें किसी न किसी जहाज पर ली गईं, और वाहक-आधारित विमान तस्वीरों में कैद हो गए।

(इस्तेमाल की गई तस्वीरें: अमेरिकी नौसेना समाचार सेवा और अमेरिकी वायु सेना प्रेस सेवा)

(कोहरे के गठन की भौतिकी पर उनकी बहुमूल्य टिप्पणियों के लिए इगोर इवानोव को विशेष धन्यवाद।)

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