आवाजाचा अडथळा तोडणे. ध्वनी अवरोध तोडणारा पहिला कोण होता?

उत्तीर्ण आवाज अडथळा:-)...

आपण विषयावर बोलण्यास सुरुवात करण्यापूर्वी, संकल्पनांच्या अचूकतेच्या प्रश्नावर काही स्पष्टता आणूया (मला काय आवडते :-)). आजकाल दोन संज्ञा बऱ्याच प्रमाणात वापरल्या जात आहेत: आवाज अडथळाआणि सुपरसोनिक अडथळा . ते सारखेच आवाज करतात, परंतु तरीही समान नाहीत. तथापि, विशेषतः कठोर असण्यात काही अर्थ नाही: थोडक्यात, ते एक आणि समान गोष्ट आहेत. ध्वनी अडथळ्याची व्याख्या बहुतेकदा अशा लोकांद्वारे वापरली जाते जे अधिक ज्ञानी आणि विमानचालनाच्या जवळ आहेत. आणि दुसरी व्याख्या सहसा इतर प्रत्येकाची असते.

मला वाटते की भौतिकशास्त्राच्या दृष्टिकोनातून (आणि रशियन भाषेत :-)) ध्वनी अडथळा म्हणणे अधिक योग्य आहे. येथे साधे तर्कशास्त्र आहे. शेवटी, ध्वनीच्या वेगाची संकल्पना आहे, परंतु, काटेकोरपणे सांगायचे तर, सुपरसोनिक गतीची कोणतीही निश्चित संकल्पना नाही. थोडे पुढे पाहताना, मी असे म्हणेन की जेव्हा विमान सुपरसॉनिक वेगाने उडते तेव्हा त्याने हा अडथळा आधीच ओलांडला आहे आणि जेव्हा ते पार करते (मात करते) तेव्हा ते ध्वनीच्या वेगाइतके ठराविक थ्रेशोल्ड गती मूल्य पार करते (आणि नाही सुपरसोनिक).

तशा प्रकारे काहीतरी:-). शिवाय, पहिली संकल्पना दुसऱ्यापेक्षा कमी वेळा वापरली जाते. सुपरसॉनिक हा शब्द अधिक विलक्षण आणि आकर्षक वाटतो म्हणून हे उघड आहे. आणि सुपरसोनिक फ्लाइटमध्ये, विदेशी नक्कीच उपस्थित असतो आणि नैसर्गिकरित्या, अनेकांना आकर्षित करतो. तथापि, शब्दांचा आस्वाद घेणारे सर्व लोक नाहीत " सुपरसोनिक अडथळा“ते खरोखर काय आहे ते समजतात. मंच पाहणे, लेख वाचणे, अगदी टीव्ही पाहणे हे मला एकापेक्षा जास्त वेळा आधीच पटले आहे.

भौतिकशास्त्राच्या दृष्टिकोनातून हा प्रश्न खरोखरच गुंतागुंतीचा आहे. परंतु, अर्थातच, आम्ही जटिलतेचा त्रास करणार नाही. "तुमच्या बोटांवर एरोडायनॅमिक्स समजावून सांगणे" या तत्त्वाचा वापर करून आम्ही नेहमीप्रमाणे परिस्थिती स्पष्ट करण्याचा प्रयत्न करू :-).

तर, अडथळ्याकडे (ध्वनी :-))!... एक विमान उड्डाण करत आहे, त्यावर अभिनय करत आहे लवचिक माध्यमजसे हवे तसे बनते शक्तिशाली स्रोतध्वनी लहरी. मला वाटते की हवेतील ध्वनी लहरी काय आहेत हे प्रत्येकाला माहित आहे :-).

ध्वनी लहरी (ट्यूनिंग काटा).

हे कॉम्प्रेशन आणि दुर्मिळतेच्या क्षेत्रांचे एक परिवर्तन आहे, ज्यामध्ये पसरत आहे वेगवेगळ्या बाजूध्वनी स्रोत पासून. पाण्यावरील वर्तुळांसारखे काहीतरी, जे लाटा देखील आहेत (फक्त ध्वनी नाही :-)). हेच क्षेत्र, कानाच्या पडद्यावर कार्य करते, ज्यामुळे आपल्याला या जगातील सर्व आवाज ऐकू येतात, मानवी कुजबुजण्यापासून ते जेट इंजिनच्या गर्जनापर्यंत.

ध्वनी लहरींचे उदाहरण.

ध्वनी लहरींच्या प्रसाराचे बिंदू विमानाचे विविध घटक असू शकतात. उदाहरणार्थ, एखादे इंजिन (त्याचा आवाज कोणालाही माहीत आहे :-)), किंवा शरीराचे काही भाग (उदाहरणार्थ, धनुष्य), जे हलताना त्यांच्या समोरील हवा संकुचित करते, तयार करतात. विशिष्ट प्रकारदाब (संक्षेप) लाटा पुढे प्रवास करतात.

या सर्व ध्वनी लहरी आपल्याला आधीच ज्ञात असलेल्या ध्वनीच्या वेगाने हवेत पसरतात. म्हणजेच, जर विमान सबसॉनिक असेल आणि अगदी कमी वेगाने उड्डाण करत असेल, तर ते त्यापासून दूर पळताना दिसतात. परिणामी, जेव्हा असे विमान जवळ येते तेव्हा आपल्याला प्रथम त्याचा आवाज ऐकू येतो आणि नंतर ते स्वतःच उडून जाते.

मी आरक्षण करेन, तथापि, जर विमान खूप उंच उडत नसेल तर हे खरे आहे. शेवटी, ध्वनीचा वेग हा प्रकाशाचा वेग नाही :-). त्याची तीव्रता इतकी मोठी नाही आणि ध्वनी लहरींना श्रोत्यापर्यंत पोहोचण्यासाठी वेळ लागतो. म्हणून, श्रोता आणि विमानासाठी आवाज देखावा क्रम, तो उडतो तर उच्च उंचीबदलू ​​शकतो.

आणि ध्वनी इतका वेगवान नसल्यामुळे, नंतर स्वतःच्या वेगात वाढ करून विमान ते उत्सर्जित होणाऱ्या लाटांना पकडू लागते. म्हणजेच, जर तो गतिहीन असेल, तर लाटा त्याच्यापासून रूपात विचलित होतील केंद्रित वर्तुळेफेकलेल्या दगडामुळे पाण्यावरील लहरी. आणि विमान फिरत असल्याने, या वर्तुळांच्या सेक्टरमध्ये उड्डाणाच्या दिशेशी संबंधित, लाटांच्या सीमा (त्यांचे फ्रंट) एकमेकांच्या जवळ येऊ लागतात.

सबसोनिक शरीराची हालचाल.

त्यानुसार, विमान (त्याचे नाक) आणि अगदी पहिल्या (डोके) लाटेच्या समोरील अंतर (म्हणजेच, हे असे क्षेत्र आहे जेथे हळूहळू, एका मर्यादेपर्यंत, ब्रेकिंग होते. मुक्त प्रवाहविमानाच्या नाकाशी (पंख, शेपटी) भेटताना आणि परिणामी, दबाव आणि तापमानात वाढ) आकुंचन पावणे सुरू होते आणि उड्डाणाचा वेग जितका जास्त तितका वेगवान.

असा एक क्षण येतो जेव्हा हे अंतर व्यावहारिकरित्या नाहीसे होते (किंवा कमीतकमी होते), एका विशिष्ट प्रकारच्या क्षेत्रामध्ये बदलते शॉक वेव्ह. जेव्हा उड्डाणाचा वेग ध्वनीच्या वेगापर्यंत पोहोचतो तेव्हा असे घडते, म्हणजेच विमान ते ज्या लाटा उत्सर्जित करते त्याच वेगाने फिरते. Mach संख्या एकतेच्या बरोबरीची आहे (M=1).

शरीराची ध्वनी हालचाल (M=1).

शॉक शॉक, हा मध्यम (सुमारे 10 -4 मिमी) एक अतिशय अरुंद प्रदेश आहे, ज्यातून जाताना या माध्यमाच्या पॅरामीटर्समध्ये यापुढे हळूहळू, परंतु तीव्र (उडीसारखा) बदल होत नाही - वेग, दाब, तापमान, घनता. आमच्या बाबतीत, गती कमी होते, दाब, तापमान आणि घनता वाढते. म्हणून नाव - शॉक वेव्ह.

काहीशा सोप्या भाषेत मी या सगळ्याबद्दल सांगेन. सुपरसॉनिक प्रवाह अचानक कमी करणे अशक्य आहे, परंतु हे करणे आवश्यक आहे, कारण विमानाच्या अगदी नाकाच्या समोरील प्रवाहाच्या गतीला हळूहळू ब्रेक लागण्याची शक्यता नाही, जसे की मध्यम सबसॉनिक वेगाने. असे दिसते की विमानाच्या नाकाच्या (किंवा पंखाचे टोक) समोर एक सबसॉनिक विभाग येतो आणि एका अरुंद उडीमध्ये कोसळतो आणि त्याच्याकडे असलेल्या हालचालीची महान ऊर्जा त्यामध्ये हस्तांतरित करते.

तसे, आपण याउलट म्हणू शकतो: सुपरसोनिक प्रवाह कमी करण्यासाठी विमान आपल्या उर्जेचा काही भाग शॉक वेव्हच्या निर्मितीमध्ये हस्तांतरित करते.

सुपरसोनिक शरीराची हालचाल.

शॉक वेव्हचे दुसरे नाव आहे. अंतराळात विमानासोबत हालचाल करणे, हे मूलत: वर नमूद केलेल्या पर्यावरणीय मापदंडांमध्ये (म्हणजे हवेचा प्रवाह) तीव्र बदल दर्शवते. आणि हे शॉक वेव्हचे सार आहे.

शॉक शॉकआणि शॉक वेव्ह, सर्वसाधारणपणे, समतुल्य व्याख्या आहेत, परंतु वायुगतिकीमध्ये पहिली अधिक वापरली जाते.

शॉक वेव्ह (किंवा शॉक वेव्ह) फ्लाइटच्या दिशेला व्यावहारिकदृष्ट्या लंब असू शकतात, अशा परिस्थितीत ते अंतराळात अंदाजे वर्तुळाचा आकार घेतात आणि त्यांना सरळ रेषा म्हणतात. हे सहसा M=1 च्या जवळच्या मोडमध्ये घडते.

शरीर हालचाली मोड. ! - सबसोनिक, 2 - M=1, सुपरसोनिक, 4 - शॉक वेव्ह (शॉक वेव्ह).

संख्या M > 1 वर, ते आधीच उड्डाणाच्या दिशेच्या कोनात स्थित आहेत. म्हणजेच, विमान आधीच स्वतःच्या आवाजाला मागे टाकत आहे. या प्रकरणात, त्यांना तिरकस म्हणतात आणि अंतराळात ते एका शंकूचा आकार घेतात, ज्याला माक शंकू म्हणतात, ज्याचे नाव सुपरसोनिक प्रवाहांचा अभ्यास करणाऱ्या शास्त्रज्ञाच्या नावावर आहे (त्यापैकी एकामध्ये त्याचा उल्लेख आहे).

माच शंकू.

या शंकूचा आकार (त्याचा “सडपातळपणा,” म्हणून बोलायचे तर) M या संख्येवर तंतोतंत अवलंबून असतो आणि त्याच्याशी संबंधित आहे: M = 1/sin α, जेथे α हा शंकूच्या अक्ष आणि त्याच्या दरम्यानचा कोन आहे जनरेटिक्स आणि शंकूच्या आकाराचा पृष्ठभाग सर्व ध्वनी लहरींच्या समोरील भागांना स्पर्श करते, ज्याचा स्त्रोत विमान होता आणि ज्याने "ओव्हरटेक" केले आणि सुपरसोनिक वेगाने पोहोचले.

याशिवाय शॉक लाटादेखील असू शकते संलग्न, जेव्हा ते सुपरसॉनिक वेगाने फिरणाऱ्या शरीराच्या पृष्ठभागाला लागून असतात किंवा शरीराच्या संपर्कात नसल्यास ते दूर जातात.

विविध आकारांच्या शरीराभोवती सुपरसोनिक प्रवाहादरम्यान शॉक वेव्हचे प्रकार.

सुपरसॉनिक प्रवाह कोणत्याही टोकदार पृष्ठभागाभोवती वाहत असल्यास सहसा धक्के जोडले जातात. विमानासाठी, उदाहरणार्थ, हे एक टोकदार नाक, उच्च-दाब हवेचे सेवन किंवा हवेच्या सेवनाची तीक्ष्ण धार असू शकते. त्याच वेळी ते म्हणतात "उडी बसते", उदाहरणार्थ, नाकावर.

आणि गोलाकार पृष्ठभागांभोवती वाहताना एक अलग धक्का बसू शकतो, उदाहरणार्थ, पंखांच्या जाड एअरफोइलची अग्रगण्य गोलाकार किनार.

विमानाच्या शरीरातील विविध घटक फ्लाइटमध्ये शॉक वेव्हची एक जटिल प्रणाली तयार करतात. तथापि, त्यापैकी सर्वात तीव्र दोन आहेत. एक म्हणजे धनुष्यावर एक डोके आणि दुसरे म्हणजे शेपटीच्या घटकांवर. विमानापासून काही अंतरावर, मध्यवर्ती धक्के एकतर डोक्याला पकडतात आणि त्यात विलीन होतात किंवा शेपूट त्यांना पकडतात.

वारा बोगदा (M=2) मध्ये शुद्धीकरणादरम्यान मॉडेल विमानावर शॉक शॉक.

परिणामी, दोन उडी उरल्या आहेत, जे सर्वसाधारणपणे, पृथ्वीवरील निरीक्षकांद्वारे उड्डाण उंचीच्या तुलनेत विमानाच्या लहान आकारामुळे आणि त्यानुसार, त्यांच्या दरम्यानच्या अल्प कालावधीमुळे एक मानले जाते.

शॉक वेव्ह (शॉक वेव्ह) ची तीव्रता (दुसऱ्या शब्दात, उर्जा) विविध पॅरामीटर्सवर (विमानाचा वेग, त्याची रचना वैशिष्ट्ये, पर्यावरणीय परिस्थिती इ.) अवलंबून असते आणि त्याच्या पुढच्या भागावरील दाब कमी करून निर्धारित केली जाते.

जेव्हा ते मॅक शंकूच्या वरच्या भागापासून, म्हणजे, विमानापासून, त्रासदायक स्त्रोत म्हणून, शॉक वेव्ह कमकुवत होते, हळूहळू एक सामान्य ध्वनी लहरीमध्ये बदलते आणि शेवटी पूर्णपणे अदृश्य होते.

आणि त्याची तीव्रता किती प्रमाणात असेल शॉक वेव्ह(किंवा शॉक वेव्ह) जमिनीवर पोहोचणे हे तेथे निर्माण होणाऱ्या परिणामावर अवलंबून असते. सुप्रसिद्ध कॉनकॉर्डने केवळ अटलांटिकवर सुपरसॉनिक उड्डाण केले आणि लष्करी सुपरसॉनिक विमानाने उच्च उंचीवर किंवा लोकवस्ती नसलेल्या भागात सुपरसॉनिक उड्डाण केले हे रहस्य नाही (त्यानुसार किमानत्यांनी ते करावे असे वाटते :-)).

हे निर्बंध अतिशय न्याय्य आहेत. माझ्यासाठी, उदाहरणार्थ, शॉक वेव्हची व्याख्या स्फोटाशी संबंधित आहे. आणि ज्या गोष्टी पुरेशी तीव्र शॉक वेव्ह करू शकतात त्या त्याच्याशी सुसंगत असू शकतात. किमान खिडक्यांची काच तरी सहज बाहेर उडू शकते. याचे भरपूर पुरावे आहेत (विशेषतः इतिहासात सोव्हिएत विमानचालन, जेव्हा ते भरपूर होते आणि उड्डाणे तीव्र होती). पण तुम्ही आणखी वाईट गोष्टी करू शकता. तुम्हाला फक्त खाली उडायचे आहे :-)…

तथापि, बऱ्याच भागांमध्ये, जेव्हा शॉक वेव्ह जमिनीवर पोहोचतात तेव्हा त्यातून जे उरते ते आता धोकादायक नाही. जमिनीवर फक्त बाहेरील निरीक्षकाला गर्जना किंवा स्फोटासारखा आवाज ऐकू येतो. या वस्तुस्थितीशी एक सामान्य आणि ऐवजी कायमचा गैरसमज संबंधित आहे.

विमान विज्ञानाचा फारसा अनुभव नसलेले लोक असा आवाज ऐकून विमानाने मात केल्याचे सांगतात आवाज अडथळा (सुपरसोनिक अडथळा). प्रत्यक्षात हे खरे नाही. किमान दोन कारणांमुळे या विधानाचा वास्तवाशी काहीही संबंध नाही.

शॉक वेव्ह (शॉक वेव्ह).

प्रथम, जर जमिनीवर असलेल्या एखाद्या व्यक्तीला आकाशात उंच गर्जना ऐकू येत असेल तर याचा अर्थ फक्त (मी पुन्हा सांगतो :-)) त्याच्या कानापर्यंत पोहोचला आहे. शॉक वेव्ह फ्रंट(किंवा शॉक वेव्ह) कुठेतरी उडणाऱ्या विमानातून. हे विमान आधीच सुपरसॉनिक वेगाने उड्डाण करत आहे, आणि फक्त त्यावर स्विच केलेले नाही.

आणि जर हाच माणूस अचानक स्वतःला विमानाच्या कित्येक किलोमीटर पुढे शोधू शकला, तर त्याला त्याच विमानातून पुन्हा तोच आवाज ऐकू येईल, कारण तो विमानासोबत फिरणाऱ्या त्याच शॉक वेव्हच्या संपर्कात येईल.

ते सुपरसॉनिक वेगाने फिरते आणि म्हणूनच शांतपणे जवळ येते. आणि कानाच्या पडद्यावर त्याचा नेहमीच आनंददायी परिणाम होत नाही (ते चांगले आहे, फक्त त्यांच्यावर :-)) आणि सुरक्षितपणे पुढे गेल्यानंतर, धावत्या इंजिनांची गर्जना ऐकू येते.

येथे विमानाचा अंदाजे उड्डाण नमुना भिन्न अर्थसाब 35 "ड्रॅकन" फायटरचे उदाहरण वापरून एम क्रमांक. भाषा, दुर्दैवाने, जर्मन आहे, परंतु योजना सामान्यतः स्पष्ट आहे.

शिवाय, सुपरसॉनिक ध्वनीमध्ये संक्रमण स्वतःच कोणत्याही एक-वेळच्या “बूम्स”, पॉप्स, स्फोट इत्यादींसह नाही. आधुनिक सुपरसॉनिक विमानात, पायलट बहुतेकदा केवळ इन्स्ट्रुमेंट रीडिंगमधून अशा संक्रमणाबद्दल शिकतो. या प्रकरणात, तथापि, एक विशिष्ट प्रक्रिया उद्भवते, परंतु जर काही पायलटिंग नियम पाळले गेले तर ते त्याच्यासाठी व्यावहारिकदृष्ट्या अदृश्य आहे.

पण एवढेच नाही :-). मी आणखी सांगेन. काही मूर्त, जड, क्रॉस-टू-क्रॉस अडथळ्याच्या रूपात ज्यावर विमान थांबते आणि ज्याला "छेदणे" आवश्यक आहे (मी असे निर्णय ऐकले आहेत :-)) अस्तित्वात नाही.

काटेकोरपणे सांगायचे तर कुठेही अडथळा नाही. एकेकाळी, विमानचालनातील उच्च गतीच्या विकासाच्या पहाटे, ही संकल्पना सुपरसॉनिक वेगात संक्रमण आणि त्यावर उड्डाण करण्याच्या अडचणींबद्दल एक मानसिक विश्वास म्हणून तयार केली गेली. अशी विधाने देखील होती की हे सामान्यतः अशक्य होते, विशेषत: अशा विश्वास आणि विधानांसाठी आवश्यक अटी अगदी विशिष्ट असल्याने.

तथापि, प्रथम गोष्टी प्रथम ...

एरोडायनॅमिक्समध्ये, आणखी एक संज्ञा आहे जी या प्रवाहात फिरणाऱ्या आणि सुपरसॉनिककडे जाण्याच्या प्रवृत्तीच्या शरीराच्या हवेच्या प्रवाहाशी परस्परसंवादाच्या प्रक्रियेचे अचूक वर्णन करते. या लाट संकट. परंपरेने या संकल्पनेशी जोडलेल्या काही वाईट गोष्टी तोच करतो आवाज अडथळा.

तर संकटाबद्दल काहीतरी :-). कोणत्याही विमानात काही भाग असतात, उड्डाण दरम्यान हवेचा प्रवाह सारखा नसतो. चला, उदाहरणार्थ, एक विंग किंवा त्याऐवजी एक सामान्य क्लासिक घेऊ सबसोनिक प्रोफाइल.

लिफ्ट कशी निर्माण होते याच्या मूलभूत ज्ञानावरून, प्रोफाइलच्या वरच्या वक्र पृष्ठभागाच्या समीप थरातील प्रवाहाची गती वेगळी असते हे आपल्याला चांगले माहीत आहे. जेथे प्रोफाइल अधिक बहिर्वक्र आहे, ते एकूण प्रवाह वेगापेक्षा जास्त आहे, नंतर, जेव्हा प्रोफाइल सपाट केले जाते, तेव्हा ते कमी होते.

जेव्हा पंख प्रवाहात ध्वनीच्या वेगाच्या जवळ फिरतात, तेव्हा एक क्षण येऊ शकतो जेव्हा अशा बहिर्वक्र क्षेत्रात, उदाहरणार्थ, हवेच्या थराचा वेग, जो प्रवाहाच्या एकूण वेगापेक्षा आधीच जास्त आहे. सोनिक आणि अगदी सुपरसॉनिक.

स्थानिक शॉक वेव्ह जी वेव्ह संकटादरम्यान ट्रान्सोनिक्समध्ये उद्भवते.

पुढे प्रोफाइलच्या बाजूने, हा वेग कमी होतो आणि काही क्षणी पुन्हा सबसोनिक होतो. परंतु, आम्ही वर म्हटल्याप्रमाणे, एक सुपरसोनिक प्रवाह त्वरीत कमी होऊ शकत नाही, म्हणून उदय शॉक वेव्ह.

असे धक्के सुव्यवस्थित पृष्ठभागांच्या वेगवेगळ्या भागात दिसतात आणि सुरुवातीला ते खूपच कमकुवत असतात, परंतु त्यांची संख्या मोठी असू शकते आणि एकूण प्रवाहाच्या गतीमध्ये वाढ झाल्यामुळे, सुपरसोनिक झोन वाढतात, धक्के “मजबूत” होतात आणि वळवतात. प्रोफाइलची मागची किनार. नंतर, त्याच शॉक लाटा प्रोफाइलच्या खालच्या पृष्ठभागावर दिसतात.

विंग प्रोफाइलभोवती पूर्ण सुपरसोनिक प्रवाह.

या सगळ्याचा अर्थ काय? येथे काय आहे. पहिला- हे लक्षणीय आहे एरोडायनामिक ड्रॅगमध्ये वाढट्रान्सोनिक गती श्रेणीमध्ये (सुमारे M=1, कमी किंवा जास्त). हा प्रतिकार त्याच्या एका घटकामध्ये तीव्र वाढ झाल्यामुळे वाढतो - लाट प्रतिकार. सबसोनिक वेगाने उड्डाणांचा विचार करताना आम्ही पूर्वी विचारात घेतलेली नाही.

मी वर म्हटल्याप्रमाणे, सुपरसॉनिक प्रवाह कमी होत असताना असंख्य शॉक वेव्ह (किंवा शॉक वेव्ह) तयार करण्यासाठी, ऊर्जा वाया जाते आणि ती विमानाच्या गतीच्या गतीज उर्जेतून घेतली जाते. म्हणजेच, विमान फक्त मंद होते (आणि अगदी लक्षणीय!). तेच आहे लाट प्रतिकार.

शिवाय, शॉक वेव्ह, त्यांच्यातील प्रवाहाच्या तीक्ष्ण घटतेमुळे, स्वतःच्या मागे असलेल्या सीमा स्तराचे पृथक्करण आणि त्याचे लॅमिनारपासून अशांत होण्यास हातभार लावतात. हे आणखी वायुगतिकीय ड्रॅग वाढवते.

वेगवेगळ्या मॅच क्रमांकांवर प्रोफाइल सूज. शॉक शॉक, स्थानिक सुपरसोनिक झोन, अशांत झोन.

दुसरा. विंग प्रोफाईलवर स्थानिक सुपरसॉनिक झोन दिसल्यामुळे आणि प्रोफाईलच्या शेपटीच्या भागाकडे त्यांचे पुढे सरकल्यामुळे प्रवाहाच्या वाढत्या गतीने आणि त्यामुळे, प्रोफाइलवरील दाब वितरण पॅटर्न बदलल्याने, वायुगतिकीय शक्तींच्या अनुप्रयोगाचा बिंदू (मध्यभागी दाबाचे) देखील मागच्या काठावर सरकते. परिणामी, ते दिसून येते डुबकी क्षणविमानाच्या वस्तुमानाच्या केंद्राशी संबंधित, ज्यामुळे त्याचे नाक कमी होते.

या सर्वाचा परिणाम काय होतो... एरोडायनॅमिक ड्रॅगमध्ये तीव्र वाढ झाल्यामुळे, विमानाला लक्षणीय इंजिन पॉवर रिझर्व्हट्रान्सोनिक झोनवर मात करण्यासाठी आणि पोहोचण्यासाठी, म्हणजे वास्तविक सुपरसोनिक आवाज.

वेव्ह ड्रॅगमध्ये वाढ झाल्यामुळे ट्रान्सोनिक्स (वेव्ह संकट) येथे एरोडायनामिक ड्रॅगमध्ये तीव्र वाढ. Сd - प्रतिकार गुणांक.

पुढील. डायव्हिंग क्षणाच्या घटनेमुळे, खेळपट्टी नियंत्रणात अडचणी उद्भवतात. याव्यतिरिक्त, शॉक वेव्हसह स्थानिक सुपरसोनिक झोनच्या उदयाशी संबंधित प्रक्रियांच्या विकृती आणि असमानतेमुळे, नियंत्रण कठीण होते. उदाहरणार्थ, रोलमध्ये, डाव्या आणि उजव्या विमानांवर वेगवेगळ्या प्रक्रियेमुळे.

शिवाय, स्थानिक अशांततेमुळे बहुतेकदा जोरदार कंपने होतात.

सर्वसाधारणपणे, सुखांचा संपूर्ण संच, ज्याला म्हणतात लाट संकट. परंतु, सत्य हे आहे की, सुपरसोनिक वेग प्राप्त करण्यासाठी ठराविक सबसोनिक विमान (जाड सरळ पंख प्रोफाइलसह) वापरताना ते सर्व घडतात (होते, ठोस :-)).

सुरुवातीला, जेव्हा अद्याप पुरेसे ज्ञान नव्हते, आणि सुपरसॉनिकपर्यंत पोहोचण्याच्या प्रक्रियेचा सर्वसमावेशक अभ्यास केला गेला नाही, तेव्हा हा संच जवळजवळ प्राणघातक दुर्गम मानला जात होता आणि त्याला म्हणतात. आवाज अडथळा(किंवा सुपरसोनिक अडथळा, तुम्हाला हवे असल्यास :-)).

पारंपरिक पिस्टन विमानात ध्वनीच्या वेगावर मात करण्याचा प्रयत्न करताना अनेक दुःखद घटना घडल्या आहेत. मजबूत कंपनामुळे काहीवेळा स्ट्रक्चरल नुकसान होते. आवश्यक प्रवेगासाठी विमानांमध्ये पुरेशी शक्ती नव्हती. क्षैतिज फ्लाइटमध्ये ते प्रभावामुळे अशक्य होते, ज्याचे स्वरूप समान आहे लाट संकट.

म्हणून, वेग वाढविण्यासाठी डायव्हचा वापर केला गेला. पण ते जीवघेणे ठरू शकले असते. लाटेच्या संकटादरम्यान दिसणाऱ्या डायव्हिंगच्या क्षणामुळे गोतावळा लांबला आणि काहीवेळा त्यातून बाहेर पडण्याचा कोणताही मार्ग नव्हता. शेवटी, नियंत्रण पुनर्संचयित करण्यासाठी आणि लहरी संकट दूर करण्यासाठी, वेग कमी करणे आवश्यक होते. पण हे गोत्यात करणे अत्यंत अवघड आहे (अशक्य नसल्यास).

क्षैतिज उड्डाणातून गोत्यात खेचणे हे द्रव इंधनासह प्रसिद्ध प्रायोगिक लढाऊ बीआय -1 च्या 27 मे 1943 रोजी यूएसएसआरमधील आपत्तीचे मुख्य कारण मानले जाते. रॉकेट इंजिन. रोजी चाचण्या घेण्यात आल्या कमाल वेगउड्डाण, आणि डिझाइनरच्या अंदाजानुसार, प्राप्त केलेला वेग 800 किमी/तास पेक्षा जास्त होता. त्यानंतर गोत्यात विलंब झाला, ज्यातून विमान सावरले नाही.

प्रायोगिक लढाऊ BI-1.

आमच्या काळात लाट संकटआधीच खूप चांगले अभ्यास आणि मात आहे आवाज अडथळा(आवश्यक असल्यास :-)) अवघड नाही. बऱ्यापैकी उच्च वेगाने उड्डाण करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या विमानांवर, त्यांचे उड्डाण ऑपरेशन सुलभ करण्यासाठी काही डिझाइन उपाय आणि निर्बंध लागू केले जातात.

ज्ञात आहे की, लाट संकट एक जवळ एम संख्या पासून सुरू होते. म्हणून, जवळजवळ सर्व सबसॉनिक जेट विमानांची (विशेषतः प्रवासी) उड्डाण असते एम च्या संख्येवर मर्यादा. सहसा ते 0.8-0.9M च्या प्रदेशात असते. पायलटला यावर लक्ष ठेवण्याची सूचना दिली आहे. याव्यतिरिक्त, बऱ्याच विमानांवर, जेव्हा मर्यादा पातळी गाठली जाते, त्यानंतर फ्लाइटचा वेग कमी करणे आवश्यक आहे.

कमीतकमी 800 किमी/तास आणि त्याहून अधिक वेगाने उडणारी जवळजवळ सर्व विमाने आहेत स्वीप विंग(किमान अग्रगण्य काठावर :-)). हे आपल्याला आक्षेपार्ह सुरू होण्यास विलंब करण्यास अनुमती देते लाट संकट M=0.85-0.95 शी संबंधित वेगापर्यंत.

स्वीप्ट विंग. मूलभूत कृती.

या प्रभावाचे कारण अगदी सोप्या पद्धतीने स्पष्ट केले जाऊ शकते. एका सरळ पंखावर, V गतीने हवेचा प्रवाह जवळजवळ काटकोनात येतो आणि एका स्वीप विंगवर (स्वीप अँगल χ) विशिष्ट सरकत्या कोनात β. वेग V चे दोन प्रवाहांमध्ये व्हेक्टोरियल विघटन केले जाऊ शकते: Vτ आणि Vn.

प्रवाह Vτ पंखावरील दाब वितरणावर परिणाम करत नाही, परंतु प्रवाह Vn करतो, जो विंगचे लोड-बेअरिंग गुणधर्म अचूकपणे निर्धारित करतो. आणि एकूण प्रवाह V च्या परिमाणात हे स्पष्टपणे लहान आहे. म्हणून, एका स्वीप विंगवर, लहरी संकटाची सुरुवात आणि वाढ लाट प्रतिकारसमान फ्री-स्ट्रीम वेगाने सरळ पंखापेक्षा लक्षणीय नंतर उद्भवते.

प्रायोगिक लढाऊ E-2A (MIG-21 चा पूर्ववर्ती). ठराविक स्वीप्ट विंग.

स्वीप्ट विंगच्या बदलांपैकी एक विंग होता सुपरक्रिटिकल प्रोफाइल(त्याचा उल्लेख केला). हे लाट संकटाच्या प्रारंभास उच्च वेगाने हलविणे देखील शक्य करते आणि त्याव्यतिरिक्त, कार्यक्षमता वाढवणे शक्य करते, जे प्रवासी विमानांसाठी महत्वाचे आहे.

सुपरजेट 100. सुपरक्रिटिकल प्रोफाइलसह स्वीप्ट विंग.

जर विमान पॅसेजसाठी असेल तर आवाज अडथळा(उतीर्ण होणे आणि लाट संकटखूप :-)) आणि सुपरसोनिक फ्लाइट, हे सहसा विशिष्ट डिझाइन वैशिष्ट्यांमध्ये भिन्न असते. विशेषतः, हे सहसा असते पातळ पंख प्रोफाइल आणि तीक्ष्ण कडा सह empennage(हिरा-आकार किंवा त्रिकोणी समावेश) आणि योजनेत विशिष्ट पंख आकार (उदाहरणार्थ, त्रिकोणी किंवा ओव्हरफ्लोसह ट्रॅपेझॉइडल इ.).

सुपरसोनिक MIG-21. अनुयायी E-2A. एक नमुनेदार डेल्टा विंग.

MIG-25. सुपरसोनिक उड्डाणासाठी डिझाइन केलेल्या सामान्य विमानाचे उदाहरण. पातळ पंख आणि शेपटी प्रोफाइल, तीक्ष्ण कडा. ट्रॅपेझॉइडल विंग. प्रोफाइल

म्हणोनि उत्तीर्ण आवाज अडथळा, म्हणजे, अशी विमाने सुपरसोनिक वेगाने संक्रमण करतात इंजिनचे आफ्टरबर्नर ऑपरेशनवायुगतिकीय प्रतिकार वाढल्यामुळे आणि अर्थातच झोनमधून त्वरीत जाण्यासाठी लाट संकट. आणि या संक्रमणाचा क्षण बहुतेक वेळा कोणत्याही प्रकारे जाणवत नाही (मी पुनरावृत्ती करतो :-)) एकतर पायलटद्वारे (त्याला कॉकपिटमध्ये आवाज दाब पातळी कमी झाल्याचा अनुभव येऊ शकतो), किंवा बाहेरील निरीक्षकाने, जर , अर्थातच, तो त्याचे निरीक्षण करू शकतो :-).

तथापि, बाहेरील निरीक्षकांशी संबंधित आणखी एक गैरसमज येथे नमूद करणे योग्य आहे. निश्चितच अनेकांनी अशा प्रकारची छायाचित्रे पाहिली आहेत, ज्याच्या खाली कॅप्शनमध्ये असे म्हटले आहे की विमानाने मात करण्याचा हा क्षण आहे. आवाज अडथळा, म्हणून बोलायचे तर दृष्यदृष्ट्या.

Prandtl-Gloert प्रभाव. आवाज अडथळा तोडणे समाविष्ट नाही.

पहिल्याने, आम्हाला आधीच माहित आहे की असा कोणताही आवाज अडथळा नाही आणि सुपरसॉनिकमध्ये संक्रमण स्वतःच असाधारण काहीही (बँग किंवा स्फोटासह) सोबत नाही.

दुसरे म्हणजे. आम्ही फोटोमध्ये जे पाहिले ते तथाकथित आहे Prandtl-Gloert प्रभाव. मी त्याच्याबद्दल आधीच लिहिले आहे. सुपरसॉनिकच्या संक्रमणाशी त्याचा थेट संबंध नाही. हे इतकेच आहे की उच्च वेगाने (सबसोनिक, तसे :-)) विमान, हवेचा एक विशिष्ट वस्तुमान स्वतःसमोर हलवते, त्याच्या मागे विशिष्ट प्रमाणात हवा तयार करते. दुर्मिळ प्रदेश. उड्डाणानंतर लगेचच, हे क्षेत्र जवळच्या नैसर्गिक जागेतून हवेने भरू लागते. आवाजात वाढ आणि तापमानात तीव्र घट.

तर हवेतील आर्द्रतापुरेसे आहे आणि तापमान आजूबाजूच्या हवेच्या दवबिंदूच्या खाली जाते ओलावा संक्षेपणपाण्याच्या वाफेपासून धुक्याच्या रूपात, जे आपण पाहतो. परिस्थिती मूळ स्तरावर आणताच, हे धुके लगेच नाहीसे होते. ही संपूर्ण प्रक्रिया खूपच अल्पकालीन आहे.

उच्च ट्रान्सोनिक वेगाने ही प्रक्रिया स्थानिकाद्वारे सुलभ केली जाऊ शकते शॉक लाटामी, कधीकधी विमानाभोवती सौम्य शंकूसारखे काहीतरी तयार करण्यास मदत करतो.

उच्च गती या घटनेला अनुकूल आहे, तथापि, जर हवेतील आर्द्रता पुरेशी असेल तर, ती बऱ्यापैकी कमी वेगाने होऊ शकते (आणि होते). उदाहरणार्थ, जलाशयांच्या पृष्ठभागाच्या वर. बहुतेक, तसे, या निसर्गाचे सुंदर फोटो विमानवाहू जहाजावरून, म्हणजे बऱ्यापैकी दमट हवेत घेतले गेले.

हे असेच चालते. फुटेज अर्थातच मस्त आहे, तमाशा नेत्रदीपक आहे :-), पण याला बहुतेकदा असे म्हणतात असे नाही. त्याच्याशी काहीही संबंध नाही (आणि सुपरसोनिक अडथळात्याच:-)). आणि हे चांगले आहे, मला वाटते, अन्यथा अशा प्रकारचे फोटो आणि व्हिडिओ घेणारे निरीक्षक आनंदी नसतील. शॉक वेव्ह, तुम्हाला माहीत आहे का :-)…

शेवटी, एक व्हिडिओ आहे (मी तो आधी वापरला आहे), ज्याचे लेखक सुपरसोनिक वेगाने कमी उंचीवर उड्डाण करणाऱ्या विमानाच्या शॉक वेव्हचा प्रभाव दर्शवतात. तिथे अर्थातच एक विशिष्ट अतिशयोक्ती आहे :-), पण सामान्य तत्त्वसमजण्यासारखा आणि पुन्हा प्रभावी :-)…

आजसाठी एवढेच. लेख शेवटपर्यंत वाचल्याबद्दल धन्यवाद :-). पुढच्या वेळे पर्यंत...

फोटो क्लिक करण्यायोग्य आहेत.

कधी कधी एखादे जेट विमान आकाशातून उडते तेव्हा तुम्हाला स्फोटासारखा मोठा आवाज ऐकू येतो. हा "स्फोट" विमानाने आवाजाचा अडथळा तोडल्याचा परिणाम आहे.

ध्वनी अडथळा काय आहे आणि आपल्याला स्फोट का ऐकू येतो? आणि आवाजाचा अडथळा तोडणारा पहिला कोण होता ? आम्ही खाली या प्रश्नांचा विचार करू.

आवाज अडथळा काय आहे आणि तो कसा तयार होतो?

एरोडायनामिक ध्वनी अडथळा ही घटनांची मालिका आहे जी कोणत्याही विमानाच्या (विमान, रॉकेट इ.) हालचालींसोबत असते ज्याचा वेग ध्वनीच्या वेगाच्या बरोबरीचा किंवा त्याहून अधिक असतो. दुसऱ्या शब्दांत, वायुगतिकीय “ध्वनी अडथळा” ही हवेच्या प्रतिकारातील तीक्ष्ण उडी आहे जी जेव्हा विमान ध्वनीच्या वेगाने पोहोचते तेव्हा होते.

ध्वनी लहरी एका विशिष्ट वेगाने अंतराळातून प्रवास करतात, ज्या उंची, तापमान आणि दाब यावर अवलंबून असतात. उदाहरणार्थ, समुद्रसपाटीवर ध्वनीचा वेग अंदाजे १२२० किमी/तास आहे, १५ हजार मीटर उंचीवर - १००० किमी/तास पर्यंत इ. जेव्हा विमानाचा वेग ध्वनीच्या वेगाच्या जवळ येतो तेव्हा त्यावर विशिष्ट भार लागू केला जातो. सामान्य वेगाने (सबसोनिक), विमानाचे नाक त्याच्या समोर संकुचित हवेची लाट “वाहते”, ज्याचा वेग ध्वनीच्या वेगाशी संबंधित असतो. तरंगाचा वेग विमानाच्या सामान्य वेगापेक्षा जास्त असतो. परिणामी, विमानाच्या संपूर्ण पृष्ठभागाभोवती हवा मुक्तपणे वाहते.

परंतु, विमानाचा वेग ध्वनीच्या वेगाशी सुसंगत असल्यास, कॉम्प्रेशन वेव्ह नाकावर नाही तर पंखासमोर तयार होते. परिणामी, शॉक वेव्ह तयार होते, पंखांवर भार वाढतो.

विमानाला आवाजाच्या अडथळ्यावर मात करण्यासाठी, विशिष्ट वेगाव्यतिरिक्त, त्याची एक विशेष रचना असणे आवश्यक आहे. म्हणूनच विमानाच्या डिझाइनर्सनी विमानाच्या बांधकामात एक विशेष एरोडायनामिक विंग प्रोफाइल आणि इतर युक्त्या विकसित केल्या आणि वापरल्या. ध्वनी अडथळा तोडण्याच्या क्षणी, आधुनिक सुपरसोनिक विमानाच्या पायलटला कंपन, "उडी" आणि "एरोडायनामिक शॉक" जाणवते, जे जमिनीवर आपल्याला पॉप किंवा स्फोट म्हणून जाणवते.

ध्वनी अवरोध तोडणारा पहिला कोण होता?

ध्वनी अडथळ्याच्या "प्रवर्तक" चा प्रश्न पहिल्या अंतराळ शोधकांच्या प्रश्नासारखाच आहे. प्रश्नाला " सुपरसॉनिक अडथळा तोडणारा पहिला कोण होता? ? तुम्ही वेगवेगळी उत्तरे देऊ शकता. ध्वनीचा अडथळा तोडणारी ही पहिली व्यक्ती आणि पहिली महिला आणि विचित्र गोष्ट म्हणजे पहिले उपकरण...

ध्वनी अडथळा तोडणारा पहिला व्यक्ती चाचणी पायलट चार्ल्स एडवर्ड येगर (चक येगर) होता. 14 ऑक्टोबर 1947 रोजी, रॉकेट इंजिनने सुसज्ज असलेले त्यांचे प्रायोगिक बेल एक्स-1 विमान, व्हिक्टरविले (कॅलिफोर्निया, यूएसए) वरील 21,379 मीटर उंचीवरून उथळ गोत्यात गेले आणि आवाजाच्या वेगापर्यंत पोहोचले. त्या क्षणी विमानाचा वेग ताशी १२०७ किमी होता.

त्याच्या संपूर्ण कारकिर्दीत, लष्करी पायलटने केवळ अमेरिकन लष्करी विमानचालनच नव्हे तर अंतराळविज्ञानाच्या विकासातही मोठे योगदान दिले. चार्ल्स एलवुड येगर यांनी यूएस एअर फोर्समधील जनरल म्हणून आपली कारकीर्द संपवली आणि जगाच्या अनेक भागांना भेट दिली. हॉलीवूडमध्ये नेत्रदीपक हवाई स्टंट करताना लष्करी पायलटचा अनुभव कामी आला. चित्रपट"पायलट".

1984 मध्ये चार ऑस्कर जिंकलेल्या "द राईट गाईज" या चित्रपटात चक येगरची आवाजातील अडथळे तोडण्याची कहाणी सांगितली आहे.

ध्वनी अडथळा इतर "विजेता".

चार्ल्स येगेर व्यतिरिक्त, ज्याने ध्वनी अडथळा तोडला होता, इतर रेकॉर्ड धारक होते.

1. पहिला सोव्हिएत चाचणी पायलट - सोकोलोव्स्की (डिसेंबर 26, 1948).
2. पहिली महिला अमेरिकन जॅकलिन कोचरन (मे १८, १९५३) आहे. एडवर्ड्स एअर फोर्स बेस (कॅलिफोर्निया, यूएसए) वर उड्डाण करताना, तिच्या F-86 विमानाने 1223 किमी/तास वेगाने आवाजाचा अडथळा तोडला.
3. पहिले नागरी विमान अमेरिकन प्रवासी विमान डग्लस DC-8 (21 ऑगस्ट 1961) होते. त्याचे उड्डाण, जे सुमारे 12.5 हजार मीटर उंचीवर होते, प्रायोगिक होते आणि पंखांच्या अग्रगण्य कडांच्या भविष्यातील डिझाइनसाठी आवश्यक डेटा गोळा करण्याच्या उद्देशाने आयोजित केले गेले होते.
4. आवाजाचा अडथळा तोडणारी पहिली कार - थ्रस्ट एसएससी (ऑक्टोबर 15, 1997).
5. फ्री फॉलमध्ये आवाजाचा अडथळा तोडणारा पहिला व्यक्ती अमेरिकन जो किटिंगर (1960) होता, ज्याने 31.5 किमी उंचीवरून पॅराशूट केले. तथापि, त्यानंतर, 14 ऑक्टोबर 2012 रोजी अमेरिकन शहर रोसवेल (न्यू मेक्सिको, यूएसए) वर उड्डाण करत, ऑस्ट्रियन फेलिक्स बॉमगार्टनरने विश्वविक्रम केला. फुगा 39 किमी उंचीवर पॅराशूटसह. त्याचा वेग सुमारे १३४२.८ किमी/तास होता आणि तो जमिनीवर उतरला, त्यांच्यापैकी भरपूरज्याचा मार्ग फ्री फॉलमध्ये झाला, त्याला फक्त 10 मिनिटे लागली.
6. आवाजाचा अडथळा तोडण्याचा जागतिक विक्रम विमान X-15 एअर-टू-ग्राउंड हायपरसॉनिक एरोबॅलिस्टिक मिसाइल (1967), सध्या सेवेत आहे रशियन सैन्य. 31.2 किमी उंचीवर असलेल्या रॉकेटचा वेग 6389 किमी/ताशी होता. मला हे लक्षात घ्यायचे आहे की मानवयुक्त विमानाच्या इतिहासात मानवी हालचालीचा जास्तीत जास्त संभाव्य वेग 39,897 किमी/तास आहे, जो 1969 मध्ये अमेरिकेने गाठला होता. स्पेसशिप"अपोलो 10".

आवाजाचा अडथळा तोडण्याचा पहिला शोध

विचित्रपणे, ध्वनी अडथळा तोडणारा पहिला शोध होता... एक साधा चाबूक, प्राचीन चिनी लोकांनी 7 हजार वर्षांपूर्वी शोधला होता.

1927 मध्ये झटपट फोटोग्राफीचा शोध लागण्यापूर्वी, चाबूकचा तडा हा केवळ हँडलला आदळणारा पट्टा नसून एक सूक्ष्म सुपरसॉनिक क्लिक आहे, असा विचार कोणीही केला नसेल. तीक्ष्ण स्विंग दरम्यान, एक लूप तयार होतो, ज्याचा वेग अनेक दहापट वाढतो आणि क्लिकसह असतो. लूप सुमारे 1200 किमी/तास वेगाने आवाजाचा अडथळा तोडतो.

एरोडायनॅमिक्समधील ध्वनी अडथळा हे अनेक घटनांचे नाव आहे जे ध्वनीच्या वेगाच्या जवळ किंवा त्यापेक्षा जास्त वेगाने विमानाच्या हालचालींसह (उदाहरणार्थ, सुपरसोनिक विमान, रॉकेट) असतात.

जेव्हा घन शरीराभोवती सुपरसॉनिक वायूचा प्रवाह वाहतो तेव्हा त्याच्या अग्रभागी एक शॉक वेव्ह (कधीकधी एकापेक्षा जास्त, शरीराच्या आकारानुसार) तयार होते. फोटो मॉडेलच्या फ्यूजलेजच्या टोकावर, विंगच्या पुढच्या आणि मागच्या कडांवर आणि मॉडेलच्या मागील बाजूस तयार झालेल्या शॉक वेव्ह दर्शविते.

शॉक वेव्ह (कधीकधी याला शॉक वेव्ह देखील म्हटले जाते), ज्याची जाडी खूप लहान असते (मिमीचे अंश), प्रवाहाच्या गुणधर्मांमध्ये मुख्य बदल जवळजवळ अचानक होतात - शरीराच्या तुलनेत त्याचा वेग कमी होतो आणि होतो. सबसोनिक, प्रवाहातील दाब आणि वायूचे तापमान अचानक वाढते. प्रवाहाच्या गतीज ऊर्जेचा काही भाग वायूच्या अंतर्गत ऊर्जेत रूपांतरित होतो. हे सर्व बदल सुपरसॉनिक प्रवाहाचा वेग जितका जास्त असतो तितका जास्त असतो. हायपरसोनिक वेगाने (मॅच 5 आणि त्याहून अधिक), गॅसचे तापमान हजारो अंशांपर्यंत पोहोचते, ज्यामुळे गंभीर समस्याअशा वेगाने जाणाऱ्या वाहनांसाठी (उदाहरणार्थ, कोलंबिया शटल 1 फेब्रुवारी 2003 रोजी उड्डाणादरम्यान उद्भवलेल्या थर्मल संरक्षणात्मक शेलच्या नुकसानीमुळे कोसळले).

जेव्हा ही लहर स्थित असलेल्या निरीक्षकापर्यंत पोहोचते, उदाहरणार्थ, पृथ्वीवर, त्याला स्फोटासारखा मोठा आवाज ऐकू येतो. एक सामान्य गैरसमज असा आहे की हे विमान ध्वनीच्या वेगाने पोहोचणे किंवा "ध्वनी अडथळा तोडणे" चे परिणाम आहे. खरं तर, या क्षणी एक शॉक वेव्ह निरीक्षकाजवळून जाते, जी सतत सुपरसोनिक वेगाने फिरणाऱ्या विमानासोबत असते. सामान्यतः, “पॉप” नंतर लगेचच, निरीक्षकाला विमानाच्या इंजिनचा आवाज ऐकू येतो, जो शॉक वेव्ह जाईपर्यंत ऐकू येत नाही, कारण विमान त्याच्या आवाजापेक्षा वेगाने जात आहे. सबसॉनिक फ्लाइट दरम्यान एक समान निरीक्षण आढळते - उच्च उंचीवर (1 किमी पेक्षा जास्त) निरीक्षकाच्या वर उडणारे विमान ऐकू येत नाही किंवा उलट आम्ही ते विलंबाने ऐकतो: ध्वनी स्त्रोताची दिशा दिशाशी जुळत नाही. जमिनीवरून निरीक्षकासाठी दृश्यमान विमानाकडे.

आधीच दुसऱ्या महायुद्धादरम्यान, लढवय्यांचा वेग ध्वनीच्या वेगापर्यंत जाऊ लागला. त्याच वेळी, वैमानिक काहीवेळा निरीक्षण करू लागले, त्या वेळी अनाकलनीय आणि जास्तीत जास्त वेगाने उड्डाण करताना त्यांच्या मशीनसह उद्भवणाऱ्या धोकादायक घटना. अमेरिकन हवाई दलाच्या पायलटने त्याच्या कमांडर जनरल अरनॉल्डला दिलेला भावनिक अहवाल जतन केला गेला आहे:
“सर, आमची विमाने आधीच खूप कडक आहेत. जर त्याहून जास्त वेग असलेल्या कार दिसल्या तर आम्ही त्यांना उडवू शकणार नाही. गेल्या आठवड्यात मी माझ्या Mustang मध्ये Me-109 उतरवले. माझे विमान वायवीय हातोड्यासारखे हलले आणि रडर्सचे पालन करणे थांबवले. मी त्याला त्याच्या गोत्यातून बाहेर काढू शकलो नाही. जमिनीपासून फक्त तीनशे मीटर अंतरावर, मला कार समतल करण्यात अडचण आली...”

युद्धानंतर, जेव्हा अनेक विमान डिझाइनर आणि चाचणी वैमानिकांनी मानसिकदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण चिन्ह - ध्वनीचा वेग गाठण्यासाठी सतत प्रयत्न केले, तेव्हा या विचित्र घटना सर्वसामान्य बनल्या आणि यापैकी बरेच प्रयत्न दुःखदपणे संपले. यामुळे काहीशा गूढ अभिव्यक्तीला "ध्वनी अडथळा" (फ्रेंच मुर डु सोन, जर्मन शालमाउर - ध्वनी भिंत) जन्म मिळाला. निराशावाद्यांनी असा युक्तिवाद केला की ही मर्यादा ओलांडली जाऊ शकत नाही, जरी उत्साही, त्यांचे जीव धोक्यात घालून, वारंवार हे करण्याचा प्रयत्न करतात. विकास वैज्ञानिक कल्पनावायूच्या सुपरसॉनिक हालचालीमुळे केवळ "ध्वनी अडथळा" चे स्वरूप स्पष्ट करणे शक्य झाले नाही तर त्यावर मात करण्याचे मार्ग शोधणे देखील शक्य झाले.

ऐतिहासिक तथ्ये

* नियंत्रित उड्डाणात सुपरसॉनिक गती गाठणारा पहिला पायलट अमेरिकन चाचणी पायलट चक येगर हा प्रायोगिक बेल X-1 विमानाचा (सरळ पंख आणि XLR-11 रॉकेट इंजिनसह) होता, ज्याने उथळपणे M = 1.06 चा वेग गाठला. डुबकी हे 14 ऑक्टोबर 1947 रोजी घडले.
* यूएसएसआरमध्ये, ध्वनीचा अडथळा प्रथम 26 डिसेंबर 1948 रोजी सोकोलोव्स्कीने आणि नंतर फेडोरोव्हने प्रायोगिक ला-176 फायटरच्या उतरत्या उड्डाणांमध्ये तोडला.
* आवाजाचा अडथळा तोडणारे पहिले नागरी विमान डग्लस डीसी-8 प्रवासी विमान होते. 21 ऑगस्ट 1961 रोजी, 12,496 मीटरच्या उंचीवरून नियंत्रित डुबकी मारताना ते 1.012 M किंवा 1262 किमी/ताशी वेगाने पोहोचले. विंगच्या नवीन अग्रगण्य कडांच्या डिझाइनसाठी डेटा गोळा करण्यासाठी उड्डाण हाती घेण्यात आले.
* 15 ऑक्टोबर 1997 रोजी, विमानातील ध्वनी अडथळा तोडल्यानंतर 50 वर्षांनंतर, इंग्रज अँडी ग्रीनने थ्रस्ट एसएससीमध्ये आवाजाचा अडथळा तोडला.
* 14 ऑक्टोबर 2012 रोजी, फेलिक्स बॉमगार्टनर कोणत्याही मोटार चालवलेल्या उपकरणाच्या मदतीशिवाय आवाजाचा अडथळा तोडणारा पहिला व्यक्ती बनला. वाहन, 39 किलोमीटर उंचीवरून उडी मारताना फ्री फॉलमध्ये. फ्री फॉलमध्ये, त्याने ताशी 1342.8 किलोमीटरचा वेग गाठला.

छायाचित्र:
* 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

आवाज अडथळा

आवाज अडथळा

वातावरणातील सबसोनिक ते सुपरसोनिक फ्लाइट गतीच्या संक्रमणाच्या क्षणी विमान किंवा रॉकेटच्या उड्डाण दरम्यान उद्भवणारी घटना. विमानाचा वेग ध्वनीच्या वेगाने (1200 किमी/ता) जवळ येत असताना, त्याच्या समोरील हवेत एक पातळ प्रदेश दिसतो, ज्यामध्ये हवेच्या दाब आणि घनतेमध्ये तीव्र वाढ होते. उडणाऱ्या विमानासमोरील हवेच्या या कॉम्पॅक्शनला शॉक वेव्ह म्हणतात. जमिनीवर, शॉक वेव्हचा रस्ता बंदुकीच्या गोळीच्या आवाजाप्रमाणेच एक मोठा आवाज म्हणून समजला जातो. ओलांडल्यानंतर, विमान हवेच्या वाढीव घनतेच्या या भागातून जाते, जणू त्याला छेदत आहे - आवाजाचा अडथळा तोडत आहे. बराच काळध्वनी अडथळे तोडणे ही विमान वाहतुकीच्या विकासात एक गंभीर समस्या असल्याचे दिसून आले. त्याचे निराकरण करण्यासाठी, विमानाच्या पंखांचे प्रोफाइल आणि आकार बदलणे आवश्यक होते (ते पातळ झाले आणि मागे वळले), फ्यूजलेजचा पुढील भाग अधिक टोकदार बनवा आणि विमानाला जेट इंजिनने सुसज्ज करा. ध्वनीचा वेग प्रथम 1947 मध्ये B-29 विमानातून प्रक्षेपित केलेल्या द्रव रॉकेट इंजिनसह X-1 विमानात (यूएसए) चार्ल्स येगरने ओलांडला होता. रशियामध्ये, ओ.व्ही. सोकोलोव्स्की यांनी 1948 मध्ये टर्बोजेट इंजिनसह प्रायोगिक La-176 विमानात ध्वनी अवरोध तोडला.

विश्वकोश "तंत्रज्ञान". - एम.: रोझमन. 2006 .

आवाज अडथळा

फ्लाइट मॅच क्रमांक M(∞) वर एरोडायनामिक विमानाच्या ड्रॅगमध्ये तीव्र वाढ, गंभीर क्रमांक M* पेक्षा किंचित जास्त. याचे कारण असे की M(∞) > M* या संख्येवर लहरी प्रतिकार दिसून येतो. M(∞) = M* ने सुरू होणाऱ्या, M (∞) = M* ने सुरू होणाऱ्या M वाढत्या संख्येने विमानाचा वेव्ह ड्रॅग गुणांक खूप लवकर वाढतो.
Z. b ची उपलब्धता. ध्वनीच्या वेगाच्या बरोबरीने उड्डाणाचा वेग आणि त्यानंतरचे सुपरसोनिक उड्डाणात होणारे संक्रमण मिळवणे कठीण होते. हे करण्यासाठी, पातळ स्वीप्ट पंखांसह विमान तयार करणे आवश्यक असल्याचे दिसून आले, ज्यामुळे ड्रॅग आणि जेट इंजिन लक्षणीयरीत्या कमी करणे शक्य झाले, ज्यामध्ये वाढत्या गतीसह जोर वाढतो.
यूएसएसआरमध्ये, 1948 मध्ये ला-176 विमानात ध्वनीच्या वेगाएवढी गती प्रथम प्राप्त झाली.

विमानचालन: विश्वकोश. - एम.: ग्रेट रशियन एनसायक्लोपीडिया. मुख्य संपादकजी.पी. स्विश्चेव्ह. 1994 .

इतर शब्दकोशांमध्ये "ध्वनी अडथळा" काय आहे ते पहा:

एरोडायनॅमिक्समधील ध्वनी अडथळा हे अनेक घटनांचे नाव आहे जे ध्वनीच्या वेगाच्या जवळ किंवा त्यापेक्षा जास्त वेगाने विमानाच्या हालचालींसह (उदाहरणार्थ, सुपरसोनिक विमान, रॉकेट) असतात. सामग्री 1 शॉक वेव्ह, ... ... विकिपीडिया

ध्वनी अडथळा, उड्डाणाचा वेग ध्वनीच्या वेगापेक्षा (सुपरसोनिक स्पीड) वाढवताना उड्डाणातील अडचणींचे कारण. ध्वनीच्या वेगाच्या जवळ जाताना, विमानाला ड्रॅगमध्ये अनपेक्षित वाढ आणि वायुगतिकीय लिफ्ट कमी झाल्याचा अनुभव येतो... ... वैज्ञानिक आणि तांत्रिक ज्ञानकोशीय शब्दकोश

आवाज अडथळा- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. ध्वनिलहरी अडथळा आवाज अडथळा vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. आवाज अडथळा, m pranc. barriere sonique, f; फ्रंटियर सोनिक, एफ; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas

आवाज अडथळा- garso barjeras statusas T sritis Energetika apibrėžtis Staigus aerodinaminio pasipriešinimo padidėjimas, kai orlaivio greitis tampa garso greičiu (viršijama kritinė Macho skaičiaus vertė). Aiškinamas bangų krize dėl staiga padidėjusio… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

विमानाच्या उड्डाणाचा वेग ध्वनीच्या वेगाजवळ येताच वायुगतिकीय ड्रॅगमध्ये तीव्र वाढ (फ्लाइट मॅच क्रमांकाच्या महत्त्वपूर्ण मूल्यापेक्षा जास्त). लाटांच्या प्रतिकारामध्ये वाढीसह लाट संकटाद्वारे स्पष्ट केले. मात 3. …… बिग एनसायक्लोपेडिक पॉलिटेक्निक डिक्शनरी

आवाज अडथळा- येथे विमानाच्या हालचालीसाठी हवेच्या प्रतिकारात तीव्र वाढ. ध्वनीच्या वेगाच्या जवळ जाणारा वेग. मात करणे 3. ब. विमानाच्या एरोडायनामिक आकारात सुधारणा आणि शक्तिशाली वापरामुळे हे शक्य झाले. लष्करी अटींचा शब्दकोष

आवाज अडथळा- फ्लाइट मॅच क्रमांक M∞ वर एरोडायनामिक विमानाच्या प्रतिकारात ध्वनी अडथळा तीव्र वाढ, गंभीर क्रमांक M* पेक्षा किंचित जास्त. कारण म्हणजे संख्या M∞ > साठी एनसायक्लोपीडिया "एव्हिएशन"

आवाज अडथळा- फ्लाइट मॅच क्रमांक M∞ वर एरोडायनामिक विमानाच्या प्रतिकारात ध्वनी अडथळा तीव्र वाढ, गंभीर क्रमांक M* पेक्षा किंचित जास्त. याचे कारण म्हणजे M∞ > M* या संख्येवर लहरी संकट उद्भवते,... ... एनसायक्लोपीडिया "एव्हिएशन"

- (फ्रेंच बॅरियर चौकी). 1) किल्ल्यांमधील दरवाजे. 2) रिंगण आणि सर्कसमध्ये एक कुंपण, एक लॉग, एक खांब आहे ज्यावर घोडा उडी मारतो. 3) द्वंद्वयुद्धात सैनिक पोहोचल्याचे चिन्ह. 4) रेलिंग, जाळी. शब्दकोश परदेशी शब्द, समाविष्ट आहे ... ... रशियन भाषेतील परदेशी शब्दांचा शब्दकोश

बाधा, अहो, नवरा. 1. मार्गावर (उडी मारताना, धावताना) एक अडथळा (भिंतीचा प्रकार, क्रॉसबार). बी घ्या. (त्यावर मात करा). 2. कुंपण, कुंपण. B. बॉक्स, बाल्कनी. 3. हस्तांतरण अडथळा, अडथळा कशासाठी n. नदी नैसर्गिक ब. च्या साठी… … शब्दकोशओझेगोवा

माझे पुनर्प्रकाशन जुना मजकूर"ध्वनी अडथळा" विषयावर:

असे दिसून आले की विमान वाहतुकीच्या आसपासच्या व्यापक गैरसमजांपैकी एक तथाकथित "ध्वनी अडथळा" आहे ज्यावर विमाने "मात" करतात.

आणखीही: सुपरसॉनिक फ्लाइटशी अनेक गैरसमज संबंधित आहेत. प्रत्यक्षात परिस्थिती कशी आहे? (छायाचित्रांसह कथा.)

पहिला गैरसमज:"टाळी", "ध्वनी अडथळ्यावर मात करणे" सोबत (पूर्वी, या प्रश्नाचे उत्तर एलिमेंट्स वेबसाइटवर प्रकाशित केले गेले होते).

"ध्वनी अडथळा" या शब्दाच्या गैरसमजामुळे "टाळी" सह गैरसमज आहे. या "पॉप" ला योग्यरित्या "सॉनिक बूम" म्हणतात. सुपरसोनिक वेगाने जाणारे विमान शॉक वेव्ह निर्माण करते आणि आसपासच्या हवेत हवेचा दाब वाढतो. सोप्या पद्धतीने, या लहरी विमानाच्या उड्डाणासह शंकूच्या रूपात कल्पिल्या जाऊ शकतात, ज्याच्या शिखरासह, फ्यूजलेजच्या नाकाशी बांधलेले असतात आणि विमानाच्या हालचालीच्या विरोधात निर्देशित केलेल्या आणि बरेच दूर पसरतात. , उदाहरणार्थ, पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर.

जेव्हा या काल्पनिक शंकूची सीमा, मुख्य समोर दर्शविते ध्वनी लहर, मानवी कानापर्यंत पोहोचते, नंतर दाबात तीक्ष्ण उडी कानाला टाळी म्हणून समजते. सोनिक बूम, जणू काही टेदर केलेले, विमानाच्या संपूर्ण उड्डाणासमवेत असते, बशर्ते की विमान सतत वेगाने फिरत असले तरीही. टाळी ही पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील एका निश्चित बिंदूवर सोनिक बूमच्या मुख्य लाटेचा रस्ता आहे असे दिसते, जिथे, उदाहरणार्थ, श्रोता स्थित आहे.

दुसऱ्या शब्दात, जर एखादे सुपरसॉनिक विमान एका स्थिर, परंतु सुपरसॉनिक, वेगाने श्रोत्यावर मागे-पुढे उडू लागले, तर प्रत्येक वेळी मोठा आवाज ऐकू येईल.

आणि एरोडायनॅमिक्समधील "ध्वनी अडथळा" म्हणजे हवेच्या प्रतिकारातील तीक्ष्ण उडी आहे जी जेव्हा विमान ध्वनीच्या वेगाच्या एका विशिष्ट सीमेवर पोहोचते तेव्हा होते. जेव्हा हा वेग गाठला जातो, तेव्हा विमानाच्या सभोवतालच्या हवेच्या प्रवाहाचे स्वरूप नाटकीयरित्या बदलते, ज्यामुळे एकेकाळी सुपरसोनिक वेग प्राप्त करणे खूप कठीण होते. एक सामान्य, सबसोनिक विमान कितीही वेगवान असला तरीही ध्वनीपेक्षा स्थिरपणे वेगाने उड्डाण करण्यास सक्षम नाही - ते फक्त नियंत्रण गमावेल आणि खाली पडेल.

ध्वनीच्या अडथळ्यावर मात करण्यासाठी, शास्त्रज्ञांना विशेष वायुगतिकीय प्रोफाइलसह एक पंख विकसित करावा लागला आणि इतर युक्त्या वापरल्या गेल्या. हे मनोरंजक आहे की आधुनिक पायलट सुपरसोनिक विमानजेव्हा त्याचे विमान ध्वनी अडथळ्यावर "मात" करते तेव्हा बरे वाटते: जेव्हा सुपरसोनिक प्रवाहावर स्विच करते तेव्हा "एरोडायनामिक शॉक" आणि नियंत्रणक्षमतेमध्ये वैशिष्ट्यपूर्ण "उडी" जाणवते. परंतु या प्रक्रिया थेट जमिनीवरील “टाळ्या” शी संबंधित नाहीत.

गैरसमज दोन: "धुके तोडणे".

जवळजवळ प्रत्येकाला "कापूस" बद्दल माहित असले तरी, "धुके" असलेली परिस्थिती थोडी अधिक "विशेष" आहे. अशी अनेक चित्रे आहेत जिथे उडणारे विमान (सामान्यत: एक लढाऊ विमान) धुक्याच्या सुळक्यावरून "उडी मारताना" दिसते. खूप प्रभावी दिसते:

धुक्याला "ध्वनी अडथळा" असे संबोधले जाते. ते म्हणतात की छायाचित्र “मात” करण्याचा क्षण कॅप्चर करते आणि धुके “तोच अडथळा” आहे.

खरं तर, धुक्याची घटना केवळ विमानाच्या उड्डाणासह तीव्र दाब कमी होण्याशी संबंधित आहे. वायुगतिकीय प्रभावांच्या परिणामी, विमानाच्या संरचनात्मक घटकांमागे केवळ उच्च दाबाचे क्षेत्रच तयार होत नाहीत, तर हवेच्या दुर्मिळतेचे क्षेत्र (दबाव चढउतार होतात). हे दुर्मिळतेच्या या क्षेत्रांमध्ये आहे (जे खरं तर, उष्मा एक्सचेंजशिवाय होते वातावरण, प्रक्रिया "खूप वेगवान" असल्याने) आणि पाण्याची वाफ घनरूप होते. याचे कारण "स्थानिक तापमान" मध्ये तीव्र घसरण आहे, ज्यामुळे तथाकथित "दव बिंदू" मध्ये तीव्र बदल होतो.

तर, हवेतील आर्द्रता आणि तापमान योग्य असल्यास, असे धुके - वातावरणातील आर्द्रतेच्या तीव्र संक्षेपणामुळे - विमानाच्या संपूर्ण उड्डाणासह. आणि सुपरसोनिक वेगाने आवश्यक नाही. उदाहरणार्थ, खालील फोटोमध्ये, एक बी -2 बॉम्बर, जे सबसोनिक विमान आहे, वैशिष्ट्यपूर्ण धुकेसह आहे:

अर्थात, छायाचित्राने उड्डाणाचा एक क्षण कॅप्चर केला असल्याने, सुपरसॉनिक विमानाच्या बाबतीत, ते धुक्यातून लढाऊ "उडी मारत" असल्याची भावना निर्माण करते. समुद्रापासून कमी उंचीवर उड्डाण करताना विशेषतः स्पष्ट प्रभाव प्राप्त केला जाऊ शकतो, कारण या प्रकरणात वातावरण सहसा खूप आर्द्र असते.

म्हणूनच सुपरसॉनिक उड्डाणाची बहुतेक “कलात्मक” छायाचित्रे एका किंवा दुसऱ्या जहाजातून घेतली गेली आणि वाहक-आधारित विमान छायाचित्रांमध्ये कॅप्चर केले गेले.

(फोटो वापरले: यू.एस. नेव्ही न्यूज सर्व्हिस आणि यू.एस. एअर फोर्स प्रेस सर्व्हिस)

(धुके निर्मितीच्या भौतिकशास्त्रावरील मौल्यवान टिप्पण्यांसाठी इगोर इव्हानोव्ह यांचे विशेष आभार.)

पुढे - मते आणि चर्चा