Pagsira sa sound barrier. Sino ang unang bumasag sa sound barrier?

bahay / diborsyo

Bago natin simulan ang pag-uusap tungkol sa paksa, bigyan natin ng kaunting kalinawan ang tanong ng katumpakan ng mga konsepto (kung ano ang gusto ko :-)). Sa ngayon, ang dalawang termino ay malawak na ginagamit: harang sa tunog At supersonic na hadlang . Magkatulad sila, ngunit hindi pa rin pareho. Gayunpaman, walang punto sa pagiging partikular na mahigpit: sa esensya, ang mga ito ay iisa at ang parehong bagay. Ang kahulugan ng sound barrier ay kadalasang ginagamit ng mga taong mas may kaalaman at mas malapit sa aviation. At ang pangalawang kahulugan ay karaniwang lahat ng iba.

Sa tingin ko na mula sa punto ng view ng pisika (at ang wikang Ruso :-)) mas tama na sabihin ang sound barrier. Mayroong simpleng lohika dito. Pagkatapos ng lahat, mayroong isang konsepto ng bilis ng tunog, ngunit, mahigpit na pagsasalita, walang nakapirming konsepto ng supersonic na bilis. Sa pagtingin sa unahan, sasabihin ko na kapag ang isang sasakyang panghimpapawid ay lumipad sa supersonic na bilis, nalampasan na nito ang hadlang na ito, at kapag nalampasan ito (nalampasan) ito, pagkatapos ay pumasa ito sa isang tiyak na halaga ng bilis ng threshold na katumbas ng bilis ng tunog (at hindi supersonic).

May ganyan :-). Bukod dito, ang unang konsepto ay ginagamit nang mas madalas kaysa sa pangalawa. Ito ay tila dahil ang salitang supersonic ay mukhang mas kakaiba at kaakit-akit. At sa supersonic na paglipad, ang exotic ay tiyak na naroroon at, natural, umaakit sa marami. Gayunpaman, hindi lahat ng tao na nalalasahan ang mga salitang " supersonic na hadlang“Naiintindihan talaga nila kung ano iyon. Nakumbinsi na ako dito ng higit sa isang beses, tumitingin sa mga forum, nagbabasa ng mga artikulo, kahit na nanonood ng TV.

Ang tanong na ito ay talagang medyo kumplikado mula sa isang physics point of view. Ngunit, siyempre, hindi kami mag-abala sa pagiging kumplikado. Susubukan lang namin, gaya ng dati, na linawin ang sitwasyon gamit ang prinsipyo ng "pagpapaliwanag ng aerodynamics sa iyong mga daliri" :-).

Kaya, sa barrier (tunog :-))!... Isang eroplanong lumilipad, kumikilos sa ganoon nababanat na daluyan tulad ng hangin na nagiging makapangyarihang pinagmulan mga sound wave. Sa tingin ko alam ng lahat kung ano ang mga sound wave sa hangin :-).

Mga sound wave (tuning fork).

Ito ay isang kahalili ng mga lugar ng compression at rarefaction, na kumakalat sa magkaibang panig mula sa pinanggalingan ng tunog. Isang bagay tulad ng mga bilog sa tubig, na mga alon din (hindi lang tunog :-)). Ang mga lugar na ito, na kumikilos sa eardrum ng tainga, na nagpapahintulot sa amin na marinig ang lahat ng mga tunog ng mundong ito, mula sa mga bulong ng tao hanggang sa dagundong ng mga jet engine.

Isang halimbawa ng sound wave.

Ang mga punto ng pagpapalaganap ng mga sound wave ay maaaring iba't ibang bahagi ng sasakyang panghimpapawid. Halimbawa, ang isang makina (ang tunog nito ay kilala ng sinuman :-)), o mga bahagi ng katawan (halimbawa, ang busog), na kung saan, siksik ang hangin sa harap nila kapag gumagalaw, lumilikha tiyak na uri presyon (compression) mga alon na naglalakbay pasulong.

Ang lahat ng mga sound wave na ito ay kumakalat sa hangin sa bilis ng tunog na alam na natin. Iyon ay, kung ang eroplano ay subsonic, at kahit na lumilipad sa mababang bilis, pagkatapos ay tila sila ay tumakas mula dito. Bilang isang resulta, kapag ang naturang sasakyang panghimpapawid ay lumalapit, una nating marinig ang tunog nito, at pagkatapos ay ito mismo ang lumilipad.

Gagawa ako ng reserbasyon, gayunpaman, na ito ay totoo kung ang eroplano ay hindi lumilipad nang napakataas. Pagkatapos ng lahat, ang bilis ng tunog ay hindi ang bilis ng liwanag :-). Ang magnitude nito ay hindi gaanong kalaki at ang mga sound wave ay nangangailangan ng oras upang maabot ang nakikinig. Samakatuwid, ang pagkakasunud-sunod ng tunog na hitsura para sa nakikinig at ang eroplano, kung ito ay lilipad mataas na altitude maaaring magbago.

At dahil ang tunog ay hindi masyadong mabilis, pagkatapos ay sa pagtaas ng sarili nitong bilis ang eroplano ay nagsisimulang mahabol ang mga alon na ibinubuga nito. Iyon ay, kung siya ay hindi gumagalaw, kung gayon ang mga alon ay maghihiwalay sa kanya sa anyo concentric na bilog parang mga alon sa tubig na dulot ng itinapon na bato. At dahil gumagalaw ang eroplano, sa sektor ng mga bilog na ito na tumutugma sa direksyon ng paglipad, ang mga hangganan ng mga alon (kanilang mga harapan) ay nagsisimulang lumapit sa isa't isa.

Subsonic na paggalaw ng katawan.

Alinsunod dito, ang agwat sa pagitan ng sasakyang panghimpapawid (ilong nito) at ang harap ng pinakaunang (ulo) na alon (iyon ay, ito ang lugar kung saan unti-unti, sa isang tiyak na lawak, nangyayari ang pagpepreno. libreng stream kapag nakikipagkita sa ilong ng sasakyang panghimpapawid (pakpak, buntot) at, bilang isang resulta, pagtaas ng presyon at temperatura) ay nagsisimula sa pagkontrata at mas mabilis, mas mataas ang bilis ng paglipad.

Dumating ang isang sandali kapag ang puwang na ito ay halos nawawala (o nagiging minimal), nagiging isang espesyal na uri ng lugar na tinatawag shock wave. Nangyayari ito kapag ang bilis ng paglipad ay umabot sa bilis ng tunog, iyon ay, ang eroplano ay gumagalaw sa parehong bilis ng mga alon na inilalabas nito. Ang numero ng Mach ay katumbas ng pagkakaisa (M=1).

Tunog na paggalaw ng katawan (M=1).

Shock shock, ay isang napakakitid na rehiyon ng daluyan (mga 10 -4 mm), kapag dumadaan kung saan wala nang unti-unti, ngunit isang matalim (tulad ng pagtalon) na pagbabago sa mga parameter ng daluyan na ito - bilis, presyon, temperatura, density. Sa aming kaso, bumababa ang bilis, pagtaas ng presyon, temperatura at density. Kaya ang pangalan - shock wave.

Sa medyo pinasimpleng paraan, sasabihin ko ito tungkol sa lahat ng ito. Imposibleng biglang pabagalin ang isang supersonic na daloy, ngunit kailangan itong gawin, dahil wala na ang posibilidad ng unti-unting pagpepreno sa bilis ng daloy sa harap ng pinakadulo ng ilong ng sasakyang panghimpapawid, tulad ng sa katamtamang bilis ng subsonic. Tila nakatagpo ito ng isang subsonic na seksyon sa harap ng ilong ng sasakyang panghimpapawid (o ang dulo ng pakpak) at bumagsak sa isang makitid na pagtalon, na inililipat dito ang mahusay na enerhiya ng paggalaw na taglay nito.

Sa pamamagitan ng paraan, maaari nating sabihin ang kabaligtaran: inililipat ng eroplano ang bahagi ng enerhiya nito sa pagbuo ng mga shock wave upang pabagalin ang supersonic na daloy.

Supersonic na paggalaw ng katawan.

May isa pang pangalan para sa shock wave. Ang paglipat kasama ang sasakyang panghimpapawid sa kalawakan, mahalagang kumakatawan ito sa harap ng isang matalim na pagbabago sa nabanggit na mga parameter sa kapaligiran (iyon ay, daloy ng hangin). At ito ang kakanyahan ng isang shock wave.

Shock shock at shock wave, sa pangkalahatan, ay katumbas ng mga kahulugan, ngunit sa aerodynamics ang una ay mas ginagamit.

Ang shock wave (o shock wave) ay maaaring halos patayo sa direksyon ng paglipad, kung saan ang mga ito ay humigit-kumulang sa hugis ng isang bilog sa kalawakan at tinatawag na mga tuwid na linya. Karaniwan itong nangyayari sa mga mode na malapit sa M=1.

Mga mode ng paggalaw ng katawan. ! - subsonic, 2 - M=1, supersonic, 4 - shock wave (shock wave).

Sa mga numerong M > 1, matatagpuan na ang mga ito sa isang anggulo sa direksyon ng paglipad. Ibig sabihin, nahihigitan na ng eroplano ang sarili nitong tunog. Sa kasong ito, sila ay tinatawag na pahilig at sa kalawakan ay kinukuha nila ang hugis ng isang kono, na, sa pamamagitan ng paraan, ay tinatawag na Mach cone, na pinangalanan sa isang siyentipiko na nag-aral ng mga supersonic na daloy (binanggit siya sa isa sa kanila).

Mach cone.

Ang hugis ng kono na ito (ang “slimness” nito, kung sabihin) ay tiyak na nakasalalay sa bilang na M at nauugnay dito sa pamamagitan ng kaugnayan: M = 1/sin α, kung saan ang α ay ang anggulo sa pagitan ng axis ng kono at nito. generatrix. At ang conical surface ay humipo sa mga harapan ng lahat ng sound wave, ang pinagmulan kung saan ay ang eroplano, at kung saan ito "na-overtake", na umaabot sa supersonic na bilis.

Bukod sa shock waves maaari din nakadugtong, kapag sila ay katabi ng ibabaw ng isang katawan na gumagalaw sa supersonic na bilis, o lumalayo, kung hindi sila nakikipag-ugnayan sa katawan.

Mga uri ng shock wave sa panahon ng supersonic na daloy sa paligid ng mga katawan na may iba't ibang hugis.

Karaniwang nakakabit ang mga shocks kung ang supersonic na daloy ay dumadaloy sa paligid ng anumang matulis na ibabaw. Para sa isang eroplano, halimbawa, ito ay maaaring isang matangos na ilong, isang high-pressure air intake, o isang matalim na gilid ng air intake. Sa parehong oras sinasabi nila "ang tumalon ay nakaupo", halimbawa, sa ilong.

At ang isang hiwalay na shock ay maaaring mangyari kapag umaagos sa paligid ng mga bilugan na ibabaw, halimbawa, ang nangungunang bilugan na gilid ng isang makapal na airfoil ng isang pakpak.

Ang iba't ibang bahagi ng katawan ng sasakyang panghimpapawid ay lumikha ng isang medyo kumplikadong sistema ng mga shock wave sa paglipad. Gayunpaman, ang pinakamatindi sa kanila ay dalawa. Ang isa ay ang ulo sa busog at ang pangalawa ay ang buntot sa mga elemento ng buntot. Sa ilang distansya mula sa sasakyang panghimpapawid, ang mga intermediate shock ay maaaring abutin ang ulo ng isa at sumanib dito, o ang buntot ay naabutan sila.

Shock shock sa isang modelong sasakyang panghimpapawid habang naglilinis sa isang wind tunnel (M=2).

Bilang isang resulta, dalawang pagtalon ang nananatili, na, sa pangkalahatan, ay nakikita ng isang makalupang tagamasid bilang isa dahil sa maliit na sukat ng sasakyang panghimpapawid kumpara sa taas ng paglipad at, nang naaayon, ang maikling panahon sa pagitan nila.

Ang intensity (sa madaling salita, enerhiya) ng isang shock wave (shock wave) ay nakasalalay sa iba't ibang mga parameter (ang bilis ng sasakyang panghimpapawid, mga tampok ng disenyo nito, mga kondisyon sa kapaligiran, atbp.) at tinutukoy ng pagbaba ng presyon sa harap nito.

Habang lumalayo ito mula sa tuktok ng Mach cone, iyon ay, mula sa sasakyang panghimpapawid, bilang pinagmumulan ng kaguluhan, humihina ang shock wave, unti-unting nagiging isang ordinaryong sound wave at tuluyang nawala.

At sa anong antas ng intensity magkakaroon ito shock wave(o shock wave) ang pag-abot sa lupa ay depende sa epektong maidudulot nito doon. Hindi lihim na ang kilalang Concorde ay lumipad ng supersonic lamang sa ibabaw ng Atlantiko, at ang supersonic na sasakyang panghimpapawid ng militar ay lumilipad ng supersonic sa matataas na lugar o sa mga lugar kung saan walang mga populated na lugar (ayon sa kahit na parang dapat nilang gawin :-)).

Ang mga paghihigpit na ito ay lubos na makatwiran. Para sa akin, halimbawa, ang mismong kahulugan ng isang shock wave ay nauugnay sa isang pagsabog. At ang mga bagay na maaaring gawin ng isang sapat na matinding shock wave ay maaaring tumutugma dito. Hindi bababa sa ang salamin mula sa mga bintana ay madaling lumipad palabas. Mayroong sapat na katibayan nito (lalo na sa kasaysayan abyasyon ng Sobyet, noong medyo marami at matindi ang mga flight). Ngunit maaari kang gumawa ng mas masahol pa. Kailangan mo lang lumipad pababa :-)…

Gayunpaman, sa karamihan, ang natitira sa mga shock wave kapag umabot sila sa lupa ay hindi na mapanganib. Ang isang tagamasid sa labas lamang sa lupa ay makakarinig ng tunog na katulad ng isang dagundong o pagsabog. Ito ay sa katotohanang ito na ang isang karaniwan at medyo patuloy na maling kuru-kuro ay nauugnay.

Ang mga taong hindi masyadong nakaranas sa aviation science, nakakarinig ng ganoong tunog, ay nagsasabi na ang eroplano ay nagtagumpay harang sa tunog (supersonic na hadlang). Sa totoo lang hindi ito totoo. Ang pahayag na ito ay walang kinalaman sa katotohanan sa hindi bababa sa dalawang dahilan.

Shock wave (shock wave).

Una, kung ang isang tao sa lupa ay nakarinig ng malakas na dagundong sa langit, nangangahulugan lamang ito (uulitin ko :-)) na ang kanyang mga tainga ay umabot na. shock wave sa harap(o shock wave) mula sa isang eroplano na lumilipad sa isang lugar. Ang eroplanong ito ay lumilipad na sa supersonic na bilis, at hindi lang lumipat dito.

At kung ang parehong taong ito ay biglang nahanap ang kanyang sarili ng ilang kilometro sa unahan ng eroplano, muli niyang maririnig ang parehong tunog mula sa parehong eroplano, dahil malantad siya sa parehong shock wave na gumagalaw kasama ng eroplano.

Ito ay gumagalaw sa supersonic na bilis, at samakatuwid ay lumalapit nang tahimik. At pagkatapos nitong magkaroon ng hindi palaging kaaya-ayang epekto sa eardrums (maganda ito, kapag sa kanila lang :-)) at ligtas na naipasa, maririnig ang dagundong ng mga tumatakbong makina.

Tinatayang pattern ng paglipad ng isang sasakyang panghimpapawid sa iba't ibang kahulugan M na numero gamit ang halimbawa ng Saab 35 "Draken" fighter. Ang wika, sa kasamaang-palad, ay Aleman, ngunit ang pamamaraan ay karaniwang malinaw.

Bukod dito, ang paglipat sa supersonic na tunog mismo ay hindi sinamahan ng anumang isang beses na "boom", pop, pagsabog, atbp. Sa isang modernong supersonic na sasakyang panghimpapawid, ang piloto ay kadalasang natututo tungkol sa gayong paglipat lamang mula sa mga pagbabasa ng instrumento. Sa kasong ito, gayunpaman, ang isang tiyak na proseso ay nangyayari, ngunit kung ang ilang mga patakaran sa pagpipiloto ay sinusunod, ito ay halos hindi nakikita sa kanya.

Ngunit hindi lang iyon :-). sasabihin ko pa. sa anyo ng ilang nasasalat, mabigat, mahirap-tawid na balakid kung saan ang eroplano ay nakasalalay at kung saan ay kailangang "butas" (narinig ko ang gayong mga paghatol :-)) ay hindi umiiral.

Sa mahigpit na pagsasalita, walang hadlang sa lahat. Noong unang panahon, sa bukang-liwayway ng pag-unlad ng mataas na bilis sa aviation, ang konsepto na ito ay nabuo sa halip bilang isang sikolohikal na paniniwala tungkol sa kahirapan ng paglipat sa supersonic na bilis at paglipad dito. Mayroong kahit na mga pahayag na ito ay karaniwang imposible, lalo na dahil ang mga kinakailangan para sa gayong mga paniniwala at mga pahayag ay medyo tiyak.

Gayunpaman, una sa lahat...

Sa aerodynamics, may isa pang termino na tumpak na naglalarawan sa proseso ng pakikipag-ugnayan sa daloy ng hangin ng isang katawan na gumagalaw sa daloy na ito at may posibilidad na maging supersonic. Ito krisis sa alon. Siya ang gumagawa ng ilang masamang bagay na tradisyonal na nauugnay sa konsepto harang sa tunog.

Kaya isang bagay tungkol sa krisis :-). Ang anumang sasakyang panghimpapawid ay binubuo ng mga bahagi, ang daloy ng hangin sa paligid na sa panahon ng paglipad ay maaaring hindi pareho. Kunin natin, halimbawa, ang isang pakpak, o sa halip ay isang ordinaryong klasiko subsonic na profile.

Mula sa pangunahing kaalaman sa kung paano nabuo ang pag-angat, alam na alam namin na ang bilis ng daloy sa katabing layer ng itaas na hubog na ibabaw ng profile ay iba. Kung saan ang profile ay mas matambok, ito ay mas malaki kaysa sa pangkalahatang bilis ng daloy, pagkatapos, kapag ang profile ay na-flatten, ito ay bumababa.

Kapag gumagalaw ang pakpak sa daloy sa bilis na malapit sa bilis ng tunog, maaaring dumating ang isang sandali kapag sa ganoong matambok na lugar, halimbawa, ang bilis ng layer ng hangin, na mas malaki na kaysa sa kabuuang bilis ng daloy, ay nagiging sonik at kahit supersonic.

Lokal na shock wave na nangyayari sa transonics sa panahon ng wave crisis.

Sa kahabaan ng profile, ang bilis na ito ay bumababa at sa ilang mga punto ay muling nagiging subsonic. Ngunit, tulad ng sinabi namin sa itaas, ang isang supersonic na daloy ay hindi maaaring mabilis na bumagal, kaya ang paglitaw ng shock wave.

Ang ganitong mga pagkabigla ay lumilitaw sa iba't ibang mga lugar ng mga naka-streamline na ibabaw, at sa una ay medyo mahina, ngunit ang kanilang bilang ay maaaring malaki, at sa pagtaas sa pangkalahatang bilis ng daloy, ang mga supersonic na zone ay tumataas, ang mga shocks ay "lumalakas" at lumipat sa trailing na gilid ng profile. Sa ibang pagkakataon, ang parehong mga shock wave ay lilitaw sa ibabang ibabaw ng profile.

Buong supersonic na daloy sa paligid ng wing profile.

Ano ang ibig sabihin ng lahat ng ito? Narito kung ano. Una- ito ay makabuluhan pagtaas ng aerodynamic drag sa transonic speed range (tungkol sa M=1, higit pa o mas kaunti). Ang paglaban na ito ay lumalaki dahil sa isang matalim na pagtaas sa isa sa mga bahagi nito - paglaban ng alon. Ang parehong bagay na dati ay hindi namin isinasaalang-alang kapag isinasaalang-alang ang mga flight sa subsonic na bilis.

Upang bumuo ng maraming shock waves (o shock waves) sa panahon ng deceleration ng isang supersonic na daloy, tulad ng sinabi ko sa itaas, ang enerhiya ay nasasayang, at ito ay kinuha mula sa kinetic energy ng paggalaw ng sasakyang panghimpapawid. Ibig sabihin, bumagal lang ang eroplano (at kapansin-pansin!). Iyon na iyon paglaban ng alon.

Bukod dito, ang mga shock wave, dahil sa matalim na pagbabawas ng daloy sa kanila, ay nag-aambag sa paghihiwalay ng boundary layer sa likod nito at ang pagbabago nito mula sa laminar hanggang sa magulong. Ito ay lalong nagpapataas ng aerodynamic drag.

Pamamaga ng profile sa iba't ibang numero ng Mach. Mga shock shock, lokal na supersonic zone, turbulent zone.

Pangalawa. Dahil sa paglitaw ng mga lokal na supersonic zone sa profile ng pakpak at ang kanilang karagdagang paglipat sa bahagi ng buntot ng profile na may pagtaas ng bilis ng daloy at, sa gayon, binabago ang pattern ng pamamahagi ng presyon sa profile, ang punto ng aplikasyon ng mga puwersa ng aerodynamic (ang sentro ng pressure) ay lumilipat din sa trailing edge. Bilang resulta, lumilitaw ito sandali ng pagsisid kaugnay sa sentro ng masa ng sasakyang panghimpapawid, na nagiging sanhi ng pagbaba nito ng ilong.

Ano ang resulta ng lahat ng ito sa... Dahil sa isang medyo matalim na pagtaas sa aerodynamic drag, ang sasakyang panghimpapawid ay nangangailangan ng isang kapansin-pansin reserba ng lakas ng makina upang madaig ang transonic zone at maabot, wika nga, ang tunay na supersonic na tunog.

Isang matalim na pagtaas sa aerodynamic drag sa transonics (wave crisis) dahil sa pagtaas ng wave drag. Сd - koepisyent ng paglaban.

Dagdag pa. Dahil sa paglitaw ng isang sandali ng pagsisid, ang mga paghihirap ay lumitaw sa kontrol ng pitch. Bilang karagdagan, dahil sa kaguluhan at hindi pagkakapantay-pantay ng mga proseso na nauugnay sa paglitaw ng mga lokal na supersonic zone na may mga shock wave, nagiging mahirap ang kontrol. Halimbawa, sa roll, dahil sa iba't ibang mga proseso sa kaliwa at kanang mga eroplano.

Bukod dito, mayroong paglitaw ng mga panginginig ng boses, kadalasang medyo malakas dahil sa lokal na kaguluhan.

Sa pangkalahatan, isang kumpletong hanay ng mga kasiyahan, na tinatawag krisis sa alon. Ngunit, ang totoo, lahat sila ay nagaganap (nagkaroon, kongkreto :-)) kapag gumagamit ng tipikal na subsonic na sasakyang panghimpapawid (na may makapal na straight wing profile) upang makamit ang supersonic na bilis.

Sa una, kapag wala pang sapat na kaalaman, at ang mga proseso ng pag-abot sa supersonic ay hindi komprehensibong pinag-aralan, ang mismong hanay na ito ay itinuturing na halos nakamamatay na hindi malulutas at tinawag harang sa tunog(o supersonic na hadlang, kung gusto mo:-)).

Nagkaroon ng maraming kalunos-lunos na mga insidente kapag sinusubukang pagtagumpayan ang bilis ng tunog sa maginoo piston sasakyang panghimpapawid. Ang malakas na panginginig ng boses kung minsan ay humantong sa pagkasira ng istruktura. Ang mga eroplano ay walang sapat na lakas para sa kinakailangang acceleration. Sa pahalang na paglipad ito ay imposible dahil sa epekto, na may parehong kalikasan bilang krisis sa alon.

Samakatuwid, ang isang dive ay ginamit upang mapabilis. Ngunit ito ay maaaring nakamamatay. Ang diving moment na lumitaw sa panahon ng wave crisis ay nagpatagal sa dive, at kung minsan ay walang paraan. Pagkatapos ng lahat, upang maibalik ang kontrol at maalis ang krisis sa alon, kinakailangan upang bawasan ang bilis. Ngunit ang paggawa nito sa isang dive ay napakahirap (kung hindi imposible).

Ang paghila sa isang dive mula sa pahalang na paglipad ay itinuturing na isa sa mga pangunahing dahilan ng sakuna sa USSR noong Mayo 27, 1943, ng sikat na eksperimentong manlalaban na BI-1 na may likidong gasolina. makina ng rocket. Ang mga pagsubok ay isinagawa sa pinakamataas na bilis flight, at ayon sa mga pagtatantya ng mga taga-disenyo, ang bilis na nakamit ay higit sa 800 km/h. Pagkatapos nito ay nagkaroon ng pagkaantala sa pagsisid, kung saan hindi nakabawi ang eroplano.

Pang-eksperimentong manlalaban BI-1.

Sa ating panahon krisis sa alon ay medyo pinag-aralan at nagtagumpay harang sa tunog(kung kinakailangan :-)) ay hindi mahirap. Sa mga eroplano na idinisenyo upang lumipad sa medyo mataas na bilis, ang ilang mga solusyon sa disenyo at mga paghihigpit ay inilalapat upang mapadali ang kanilang operasyon sa paglipad.

Tulad ng nalalaman, ang krisis sa alon ay nagsisimula sa M na mga numero na malapit sa isa. Samakatuwid, halos lahat ng mga subsonic jet airliner (mga pasahero, lalo na) ay may flight limitasyon sa bilang ng M. Kadalasan ito ay nasa rehiyon ng 0.8-0.9M. Inutusan ang piloto na subaybayan ito. Bilang karagdagan, sa maraming sasakyang panghimpapawid, kapag naabot ang antas ng limitasyon, pagkatapos nito ay dapat bawasan ang bilis ng paglipad.

Halos lahat ng sasakyang panghimpapawid na lumilipad sa bilis na hindi bababa sa 800 km/h pataas ay mayroon nagwalis ng pakpak(hindi bababa sa kahabaan ng nangungunang gilid :-)). Pinapayagan ka nitong maantala ang pagsisimula ng opensiba krisis sa alon hanggang sa mga bilis na katumbas ng M=0.85-0.95.

Nagwalis ng pakpak. Pangunahing aksyon.

Ang dahilan para sa epekto na ito ay maaaring ipaliwanag nang simple. Sa isang tuwid na pakpak, ang daloy ng hangin na may bilis na V ay lumalapit halos sa tamang anggulo, at sa isang swept wing (sweep angle χ) sa isang tiyak na gliding angle β. Ang Velocity V ay maaaring mabulok ng vector sa dalawang daloy: Vτ at Vn.

Ang daloy ng Vτ ay hindi nakakaapekto sa pamamahagi ng presyon sa pakpak, ngunit ang daloy ng Vn, na tiyak na tumutukoy sa mga katangian ng pagkarga ng pakpak. At ito ay malinaw na mas maliit sa magnitude ng kabuuang daloy V. Samakatuwid, sa isang swept wing, ang simula ng isang wave crisis at isang pagtaas paglaban ng alon nangyayari nang mas huli kaysa sa isang tuwid na pakpak sa parehong bilis ng free-stream.

Pang-eksperimentong manlalaban E-2A (hinalinhan ng MIG-21). Karaniwang swept wing.

Ang isa sa mga pagbabago ng swept wing ay ang pakpak na may superkritikal na profile(binanggit siya). Ginagawa rin nitong posible na ilipat ang simula ng krisis sa alon sa mas mataas na bilis, at bilang karagdagan, ginagawang posible upang madagdagan ang kahusayan, na mahalaga para sa mga pampasaherong airliner.

SuperJet 100. Swept wing na may supercritical na profile.

Kung ang eroplano ay inilaan para sa pagpasa harang sa tunog(dumaan at krisis sa alon masyadong :-)) at supersonic na paglipad, karaniwan itong palaging naiiba sa ilang partikular na feature ng disenyo. Sa partikular, ito ay karaniwang mayroon manipis na profile ng pakpak at empennage na may matulis na mga gilid(kabilang ang hugis diyamante o tatsulok) at isang tiyak na hugis ng pakpak sa plano (halimbawa, tatsulok o trapezoidal na may overflow, atbp.).

Supersonic MIG-21. Tagasunod E-2A. Isang tipikal na delta wing.

MIG-25. Isang halimbawa ng isang tipikal na sasakyang panghimpapawid na idinisenyo para sa supersonic na paglipad. Manipis na mga profile ng pakpak at buntot, matalim na mga gilid. Trapezoidal na pakpak. profile

Pagpasa ng salawikain harang sa tunog, ibig sabihin, ang naturang sasakyang panghimpapawid ay gumagawa ng paglipat sa supersonic na bilis sa afterburner na operasyon ng makina dahil sa pagtaas ng aerodynamic resistance, at, siyempre, upang mabilis na makapasa sa zone krisis sa alon. At ang mismong sandali ng paglipat na ito ay kadalasang hindi nararamdaman sa anumang paraan (uulitin ko :-)) alinman sa piloto (maaaring makaranas lamang siya ng pagbaba sa antas ng presyon ng tunog sa sabungan), o ng isang tagamasid sa labas, kung , siyempre, mapapansin niya ito :-).

Gayunpaman, narito ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit ng isa pang maling kuru-kuro na nauugnay sa mga tagamasid sa labas. Tiyak na marami ang nakakita ng ganitong uri ng mga larawan, ang mga caption sa ilalim nito ay nagsasabi na ito na ang sandali na nagtagumpay ang eroplano. harang sa tunog, kumbaga, biswal.

Prandtl-Gloert effect. Hindi kasama ang pagsira sa sound barrier.

Una, alam na natin na walang sound barrier tulad nito, at ang paglipat sa supersonic mismo ay hindi sinamahan ng anumang hindi pangkaraniwang bagay (kabilang ang isang putok o isang pagsabog).

Pangalawa. Ang nakita namin sa larawan ay ang tinatawag na Prandtl-Gloert effect. Nagsulat na ako tungkol sa kanya. Ito ay hindi direktang nauugnay sa paglipat sa supersonic. Kaya lang sa mataas na bilis (subsonic, sa pamamagitan ng paraan :-)) ang eroplano, na gumagalaw ng isang tiyak na masa ng hangin sa harap nito, ay lumilikha ng isang tiyak na dami ng hangin sa likod nito rehiyon ng rarefaction. Kaagad pagkatapos ng paglipad, ang lugar na ito ay nagsisimulang mapuno ng hangin mula sa kalapit na natural na espasyo. isang pagtaas sa dami at isang matalim na pagbaba sa temperatura.

Kung kahalumigmigan ng hangin sapat at ang temperatura ay bumaba sa ibaba ng dew point ng nakapalibot na hangin, pagkatapos paghalay ng kahalumigmigan mula sa singaw ng tubig sa anyo ng fog, na nakikita natin. Sa sandaling maibalik ang mga kondisyon sa orihinal na antas, agad na mawawala ang fog na ito. Ang buong prosesong ito ay medyo maikli ang buhay.

Ang prosesong ito sa mataas na transonic na bilis ay maaaring mapadali ng lokal shock waves Ako, kung minsan ay tumutulong sa pagbuo ng isang bagay tulad ng isang magiliw na kono sa paligid ng eroplano.

Ang mga matataas na bilis ay pinapaboran ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, gayunpaman, kung ang halumigmig ng hangin ay sapat, maaari itong (at nangyayari) sa medyo mababang bilis. Halimbawa, sa itaas ng ibabaw ng mga reservoir. Karamihan, sa pamamagitan ng paraan, ang magagandang larawan ng ganitong kalikasan ay kinuha mula sa sakay ng isang sasakyang panghimpapawid, iyon ay, sa medyo mahalumigmig na hangin.

Ito ay kung paano ito gumagana. Ang footage, siyempre, ay cool, ang spectacle ay kamangha-manghang :-), ngunit hindi ito ang madalas na tawag dito. walang kinalaman dito (at supersonic na hadlang Pareho:-)). At ito ay mabuti, sa palagay ko, kung hindi, ang mga nagmamasid na kumukuha ng ganitong uri ng larawan at video ay maaaring hindi masaya. Shock wave, alam mo ba:-)…

Sa konklusyon, mayroong isang video (nagamit ko na ito dati), ang mga may-akda nito ay nagpapakita ng epekto ng isang shock wave mula sa isang sasakyang panghimpapawid na lumilipad sa mababang altitude sa supersonic na bilis. Mayroong, siyempre, isang tiyak na pagmamalabis doon :-), ngunit Pangkalahatang prinsipyo naiintindihan. At muli kahanga-hanga :-)…

Yan lamang para sa araw na ito. Salamat sa pagbabasa ng artikulo hanggang sa dulo :-). Hanggang sa muli...

Naki-click ang mga larawan.

Minsan kapag lumilipad ang isang jet plane sa kalangitan, makakarinig ka ng malakas na putok na parang isang pagsabog. Ang "pagsabog" na ito ay resulta ng pagsira ng sasakyang panghimpapawid sa sound barrier.

Ano ang sound barrier at bakit may naririnig tayong pagsabog? AT na unang bumasag sa sound barrier ? Isasaalang-alang natin ang mga tanong na ito sa ibaba.

Ano ang sound barrier at paano ito nabuo?

Ang aerodynamic sound barrier ay isang serye ng mga phenomena na sumasabay sa paggalaw ng anumang sasakyang panghimpapawid (eroplano, rocket, atbp.) na ang bilis ay katumbas o lumalampas sa bilis ng tunog. Sa madaling salita, ang aerodynamic na "sound barrier" ay isang matalim na pagtalon sa air resistance na nangyayari kapag naabot ng isang eroplano ang bilis ng tunog.

Ang mga sound wave ay naglalakbay sa espasyo sa isang tiyak na bilis, na nag-iiba depende sa taas, temperatura at presyon. Halimbawa, sa antas ng dagat ang bilis ng tunog ay humigit-kumulang 1220 km/h, sa taas na 15 thousand m – hanggang 1000 km/h, atbp. Kapag ang bilis ng isang sasakyang panghimpapawid ay lumalapit sa bilis ng tunog, ang ilang mga load ay inilalapat dito. Sa normal na bilis (subsonic), ang ilong ng sasakyang panghimpapawid ay "nagmamaneho" ng isang alon ng naka-compress na hangin sa harap nito, ang bilis nito ay tumutugma sa bilis ng tunog. Ang bilis ng alon ay mas malaki kaysa sa normal na bilis ng sasakyang panghimpapawid. Bilang resulta, malayang dumadaloy ang hangin sa buong ibabaw ng sasakyang panghimpapawid.

Ngunit, kung ang bilis ng sasakyang panghimpapawid ay tumutugma sa bilis ng tunog, ang compression wave ay nabuo hindi sa ilong, ngunit sa harap ng pakpak. Bilang isang resulta, ang isang shock wave ay nabuo, na nagdaragdag ng pagkarga sa mga pakpak.

Upang malampasan ng isang sasakyang panghimpapawid ang sound barrier, bilang karagdagan sa isang tiyak na bilis, dapat itong magkaroon ng isang espesyal na disenyo. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga designer ng sasakyang panghimpapawid ay bumuo at gumamit ng isang espesyal na aerodynamic wing profile at iba pang mga trick sa paggawa ng sasakyang panghimpapawid. Sa sandaling masira ang sound barrier, ang piloto ng isang modernong supersonic na sasakyang panghimpapawid ay nakakaramdam ng mga vibrations, "jumps" at "aerodynamic shock", na kung saan ay nakikita natin bilang isang pop o pagsabog.

Sino ang unang bumasag sa sound barrier?

Ang tanong ng "mga pioneer" ng sound barrier ay kapareho ng tanong ng mga unang explorer ng kalawakan. Sa tanong na " Sino ang unang bumagsak sa supersonic na hadlang? ? Maaari kang magbigay ng iba't ibang mga sagot. Ito ang unang taong bumagsak sa sound barrier, at ang unang babae, at, kakaiba, ang unang device...

Ang unang taong nakabasag ng sound barrier ay ang test pilot na si Charles Edward Yeager (Chuck Yeager). Noong Oktubre 14, 1947, ang kanyang eksperimentong Bell X-1 na sasakyang panghimpapawid, na nilagyan ng rocket engine, ay pumasok sa isang mababaw na dive mula sa taas na 21,379 m sa itaas ng Victorville (California, USA), at naabot ang bilis ng tunog. Ang bilis ng eroplano sa sandaling iyon ay 1207 km/h.

Sa buong kanyang karera, ang piloto ng militar ay gumawa ng isang malaking kontribusyon sa pag-unlad ng hindi lamang American military aviation, kundi pati na rin ang mga astronautics. Tinapos ni Charles Elwood Yeager ang kanyang karera bilang isang heneral sa US Air Force, na bumisita sa maraming bahagi ng mundo. Ang karanasan ng isang piloto ng militar ay naging kapaki-pakinabang kahit na sa Hollywood kapag nagsasagawa ng mga nakamamanghang aerial stunt Ang tampok na pelikula"Pilot".

Ang kuwento ni Chuck Yeager tungkol sa paglabag sa sound barrier ay isinalaysay sa pelikulang "The Right Guys," na nanalo ng apat na Oscars noong 1984.

Iba pang "conquerors" ng sound barrier

Bilang karagdagan kay Charles Yeager, na siyang unang bumasag sa sound barrier, mayroong iba pang mga may hawak ng record.

Ang unang pilot ng pagsubok ng Sobyet - Sokolovsky (Disyembre 26, 1948).
Ang unang babae ay ang Amerikanong si Jacqueline Cochran (Mayo 18, 1953). Lumilipad sa Edwards Air Force Base (California, USA), nabasag ng kanyang F-86 aircraft ang sound barrier sa bilis na 1223 km/h.
Ang unang sasakyang panghimpapawid ng sibilyan ay ang American passenger airliner na Douglas DC-8 (Agosto 21, 1961). Ang paglipad nito, na naganap sa taas na humigit-kumulang 12.5 libong m, ay eksperimento at inayos na may layuning mangolekta ng data na kinakailangan para sa hinaharap na disenyo ng mga nangungunang gilid ng mga pakpak.
Unang kotse na nasira ang sound barrier - Thrust SSC (Oktubre 15, 1997).
Ang unang taong nakabasag ng sound barrier sa free fall ay ang American Joe Kittinger (1960), na nag-parachute mula sa taas na 31.5 km. Gayunpaman, pagkatapos nito, lumipad sa ibabaw ng lungsod ng Roswell sa Amerika (New Mexico, USA) noong Oktubre 14, 2012, ang Austrian na si Felix Baumgartner ay nagtakda ng isang world record sa pamamagitan ng pag-alis lobo na may parachute sa taas na 39 km. Ang bilis nito ay humigit-kumulang 1342.8 km/h, at ang pagbaba nito sa lupa, karamihan ng ang landas kung saan naganap sa libreng pagkahulog, ay tumagal lamang ng 10 minuto.
World record para sa pagsira sa sound barrier sasakyang panghimpapawid nabibilang sa X-15 air-to-ground hypersonic aeroballistic missile (1967), kasalukuyang nasa serbisyo hukbong Ruso. Ang bilis ng rocket sa taas na 31.2 km ay 6389 km/h. Nais kong tandaan na ang pinakamataas na posibleng bilis ng paggalaw ng tao sa kasaysayan ng manned aircraft ay 39,897 km/h, na naabot noong 1969 ng American sasakyang pangkalawakan"Apollo 10".

Ang unang imbensyon upang masira ang sound barrier

Kakatwa, ang unang imbensyon na bumasag sa sound barrier ay... isang simpleng latigo, na naimbento ng sinaunang Tsino 7 libong taon na ang nakalilipas.

Bago ang pag-imbento ng instant photography noong 1927, walang sinuman ang mag-iisip na ang crack ng isang latigo ay hindi lamang isang strap na tumatama sa hawakan, ngunit isang miniature supersonic click. Sa panahon ng isang matalim na ugoy, isang loop ay nabuo, ang bilis ng kung saan ay nagdaragdag ng ilang sampu-sampung beses at sinamahan ng isang pag-click. Sinira ng loop ang sound barrier sa bilis na humigit-kumulang 1200 km/h.

Ang sound barrier sa aerodynamics ay ang pangalan ng isang bilang ng mga phenomena na sumasabay sa paggalaw ng isang sasakyang panghimpapawid (halimbawa, isang supersonic na sasakyang panghimpapawid, isang rocket) sa bilis na malapit sa o lumalampas sa bilis ng tunog.

Kapag ang daloy ng supersonic na gas ay dumadaloy sa paligid ng isang solidong katawan, isang shock wave (minsan higit sa isa, depende sa hugis ng katawan) ay nabuo sa nangungunang gilid nito. Ang larawan ay nagpapakita ng mga shock wave na nabuo sa dulo ng fuselage ng modelo, sa nangunguna at sumusunod na mga gilid ng pakpak at sa hulihan ng modelo.

Sa harap ng isang shock wave (minsan ay tinatawag ding shock wave), na may napakaliit na kapal (mga fraction ng isang mm), ang mga pangunahing pagbabago sa mga katangian ng daloy ay nangyayari halos bigla - ang bilis nito na nauugnay sa katawan ay bumababa at nagiging subsonic, ang presyon sa daloy at ang temperatura ng gas ay biglang tumaas. Ang bahagi ng kinetic energy ng daloy ay na-convert sa panloob na enerhiya ng gas. Ang lahat ng mga pagbabagong ito ay mas malaki kung mas mataas ang bilis ng supersonic na daloy. Sa hypersonic na bilis (Mach 5 at sa itaas), ang temperatura ng gas ay umabot sa ilang libong degrees, na lumilikha malubhang problema para sa mga sasakyang gumagalaw sa ganoong bilis (halimbawa, ang Columbia shuttle ay bumagsak noong Pebrero 1, 2003 dahil sa pinsala sa thermal protective shell na naganap sa panahon ng paglipad).

Kapag ang alon na ito ay umabot sa isang tagamasid na matatagpuan, halimbawa, sa Earth, nakarinig siya ng isang malakas na tunog, katulad ng isang pagsabog. Ang isang karaniwang maling kuru-kuro ay na ito ay bunga ng pag-abot ng sasakyang panghimpapawid sa bilis ng tunog, o "pagsira sa sound barrier." Sa katunayan, sa sandaling ito ang isang shock wave ay dumaan sa tagamasid, na patuloy na sinasamahan ang eroplano na gumagalaw sa supersonic na bilis. Kadalasan, kaagad pagkatapos ng "pop", maririnig ng tagamasid ang ugong ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid, na hindi maririnig hanggang sa pumasa ang shock wave, dahil ang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa mga tunog na ginagawa nito. Ang isang katulad na obserbasyon ay nangyayari sa panahon ng subsonic na paglipad - isang sasakyang panghimpapawid na lumilipad sa itaas ng isang tagamasid sa isang mataas na altitude (higit sa 1 km) ay hindi naririnig, o sa halip ay naririnig natin ito nang may pagkaantala: ang direksyon patungo sa pinagmulan ng tunog ay hindi tumutugma sa direksyon. sa nakikitang sasakyang panghimpapawid para sa isang tagamasid mula sa lupa.

Sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ang bilis ng mga mandirigma ay nagsimulang lumapit sa bilis ng tunog. Kasabay nito, ang mga piloto kung minsan ay nagsimulang mag-obserba, hindi maintindihan sa oras na iyon, at nagbabantang mga phenomena na nagaganap sa kanilang mga makina kapag lumilipad sa pinakamataas na bilis. Isang emosyonal na ulat mula sa isang piloto ng US Air Force sa kanyang kumander, si Heneral Arnold, ay napanatili:
“Sir, napakahigpit na ng mga eroplano natin. Kung ang mga kotse na may mas mataas na bilis ay lumitaw, hindi namin magagawang paliparin ang mga ito. Noong nakaraang linggo kinuha ko ang isang Me-109 sa aking Mustang. Ang aking eroplano ay yumanig na parang pneumatic hammer at tumigil sa pagsunod sa mga timon. Hindi ko siya mailabas sa kanyang pagsisid. Tatlong daang metro lang mula sa lupa, nahirapan akong i-level ang sasakyan...”

Pagkatapos ng digmaan, nang maraming mga taga-disenyo ng sasakyang panghimpapawid at mga piloto ng pagsubok ang gumawa ng patuloy na mga pagtatangka na maabot ang makabuluhang marka sa sikolohikal - ang bilis ng tunog, ang mga kakaibang phenomena na ito ay naging pamantayan, at marami sa mga pagtatangka na ito ay natapos nang malungkot. Nagbunga ito ng medyo mystical expression na "sound barrier" (French mur du son, German Schallmauer - sound wall). Nagtalo ang mga pesimista na ang limitasyong ito ay hindi maaaring lumampas, kahit na ang mga mahilig, na nanganganib sa kanilang buhay, ay paulit-ulit na sinubukang gawin ito. Pag-unlad siyentipikong ideya Ang tungkol sa supersonic na paggalaw ng gas ay naging posible hindi lamang upang ipaliwanag ang likas na katangian ng "sound barrier", ngunit din upang makahanap ng mga paraan ng pagtagumpayan ito.

Mga makasaysayang katotohanan

* Ang unang pilot na nakarating sa supersonic na bilis sa kinokontrol na paglipad ay ang American test pilot na si Chuck Yeager sa eksperimental na Bell X-1 aircraft (na may tuwid na pakpak at isang XLR-11 rocket engine), na umabot sa bilis na M = 1.06 sa isang mababaw. sumisid. Nangyari ito noong Oktubre 14, 1947.
* Sa USSR, ang sound barrier ay unang nasira noong Disyembre 26, 1948 ni Sokolovsky, at pagkatapos ay ni Fedorov, sa mga pababang flight sa eksperimentong La-176 fighter.
* Ang unang sibilyan na sasakyang panghimpapawid na bumagsak sa sound barrier ay ang Douglas DC-8 na pampasaherong airliner. Noong Agosto 21, 1961, umabot ito sa bilis na 1.012 M o 1262 km/h sa isang kontroladong pagsisid mula sa taas na 12,496 m. Ang paglipad ay isinagawa upang mangolekta ng data para sa disenyo ng mga bagong nangungunang gilid ng pakpak.
* Noong Oktubre 15, 1997, 50 taon matapos masira ang sound barrier sa isang eroplano, sinira ng Englishman na si Andy Green ang sound barrier sa isang Thrust SSC.
* Noong Oktubre 14, 2012, si Felix Baumgartner ang naging unang tao na bumasag sa sound barrier nang walang tulong ng anumang de-motor na aparato. sasakyan, sa libreng pagkahulog habang tumalon mula sa taas na 39 kilometro. Sa libreng pagkahulog, naabot niya ang bilis na 1342.8 kilometro bawat oras.

Larawan:
* 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

Harang sa tunog

isang kababalaghan na nangyayari sa panahon ng paglipad ng isang sasakyang panghimpapawid o rocket sa sandali ng paglipat mula sa subsonic hanggang supersonic na bilis ng paglipad sa atmospera. Habang papalapit ang bilis ng sasakyang panghimpapawid sa bilis ng tunog (1200 km/h), lumilitaw ang isang manipis na rehiyon sa hangin sa harap nito, kung saan nangyayari ang isang matalim na pagtaas sa presyon at density ng hangin. Ang compaction na ito ng hangin sa harap ng isang lumilipad na sasakyang panghimpapawid ay tinatawag na shock wave. Sa lupa, ang pagpasa ng shock wave ay nakikita bilang isang putok, katulad ng tunog ng isang putok ng baril. Nang lumampas, ang eroplano ay dumaan sa lugar na ito ng tumaas na density ng hangin, na parang tinutusok ito - sinira ang sound barrier. Sa mahabang panahon ang paglabag sa sound barrier ay tila isang seryosong problema sa pag-unlad ng aviation. Upang malutas ito, kinakailangan upang baguhin ang profile at hugis ng pakpak ng sasakyang panghimpapawid (ito ay naging mas payat at swept-back), gawing mas matulis ang harap na bahagi ng fuselage at magbigay ng kasangkapan sa sasakyang panghimpapawid na may mga jet engine. Ang bilis ng tunog ay unang nalampasan noong 1947 ni Charles Yeager sa isang X-1 aircraft (USA) na may likidong rocket engine na inilunsad mula sa isang B-29 na sasakyang panghimpapawid. Sa Russia, si O. V. Sokolovsky ang unang bumagsak sa sound barrier noong 1948 sa isang eksperimentong sasakyang panghimpapawid ng La-176 na may turbojet engine.

Encyclopedia "Teknolohiya". - M.: Rosman. 2006 .

Harang sa tunog

isang matalim na pagtaas sa drag ng isang aerodynamic na sasakyang panghimpapawid sa flight Mach number M(∞), bahagyang lumampas sa kritikal na numero M*. Ang dahilan ay ang mga numerong M(∞) > M* ay dumarating, na sinamahan ng paglitaw ng paglaban ng alon. Ang wave drag coefficient ng sasakyang panghimpapawid ay tumataas nang napakabilis sa pagtaas ng bilang na M, simula sa M(∞) = M*.
Availability ng Z. b. nagpapahirap na makamit ang bilis ng paglipad na katumbas ng bilis ng tunog at ang kasunod na paglipat sa supersonic na paglipad. Upang gawin ito, ito ay naging kinakailangan upang lumikha ng mga sasakyang panghimpapawid na may manipis na mga pakpak na swept, na naging posible upang makabuluhang bawasan ang drag, at mga jet engine, kung saan tumataas ang thrust sa pagtaas ng bilis.
Sa USSR, ang bilis na katumbas ng bilis ng tunog ay unang nakamit sa sasakyang panghimpapawid ng La-176 noong 1948.

Aviation: Encyclopedia. - M.: Great Russian Encyclopedia. Punong Patnugot G.P. Svishchev. 1994 .

Tingnan kung ano ang "sound barrier" sa ibang mga diksyunaryo:

SOUND BARRIER, ang sanhi ng kahirapan sa aviation kapag tumataas ang bilis ng paglipad nang higit sa bilis ng tunog (SUPERSONIC SPEED). Papalapit sa bilis ng tunog, ang sasakyang panghimpapawid ay nakakaranas ng hindi inaasahang pagtaas ng drag at pagkawala ng aerodynamic lift... ... Pang-agham at teknikal na encyclopedic na diksyunaryo

harang sa tunog- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. sonic barrier sound barrier vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. sound barrier, m pranc. barriere sonique, f; frontière sonique, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas

harang sa tunog- 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

Isang matalim na pagtaas sa aerodynamic drag habang ang bilis ng paglipad ng sasakyang panghimpapawid ay lumalapit sa bilis ng tunog (lumampas sa kritikal na halaga ng numero ng flight Mach). Ipinaliwanag ng isang krisis sa alon, na sinamahan ng pagtaas ng paglaban ng alon. Pagtagumpayan ang 3.…… Malaking Encyclopedic Polytechnic Dictionary

Harang sa tunog- isang matalim na pagtaas sa paglaban ng hangin sa paggalaw ng sasakyang panghimpapawid sa. papalapit na bilis na malapit sa bilis ng tunog. Pagtagumpayan 3. b. naging posible dahil sa pagpapabuti ng mga aerodynamic na hugis ng sasakyang panghimpapawid at ang paggamit ng makapangyarihang... ... Glossary ng mga terminong militar

harang sa tunog- malakas na pagtaas ng sound barrier sa resistensya ng isang aerodynamic na sasakyang panghimpapawid sa mga flight Mach number M∞, bahagyang lumampas sa kritikal na numerong M*. Ang dahilan ay para sa mga numerong M∞ > Encyclopedia "Aviation"

harang sa tunog- malakas na pagtaas ng sound barrier sa resistensya ng isang aerodynamic na sasakyang panghimpapawid sa mga flight Mach number M∞, bahagyang lumampas sa kritikal na numerong M*. Ang dahilan ay sa mga numerong M∞ > M* nangyayari ang isang krisis sa alon,... ... Encyclopedia "Aviation"

- (French barriere outpost). 1) mga pintuan sa mga kuta. 2) sa mga arena at sirko ay may bakod, isang troso, isang poste kung saan tumalon ang isang kabayo. 3) ang palatandaan na ang mga mandirigma ay umabot sa isang tunggalian. 4) rehas, rehas na bakal. Diksyunaryo mga salitang banyaga, kasama sa ... ... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso

BARRIER, ah, asawa. 1. Isang balakid (uri ng pader, crossbar) na inilagay sa landas (sa panahon ng pagtalon, pagtakbo). Kunin b. (pagtagumpayan ito). 2. Bakod, bakod. B. kahon, balkonahe. 3. paglipat Sagabal, sagabal para sa kung ano n. Likas na ilog b. Para kay…… Diksyunaryo Ozhegova

Nire-publish muli ang akin lumang teksto sa paksa ng "sound barrier":

Lumalabas na isa sa mga malawakang maling akala na nakapaligid sa abyasyon ay ang tinatawag na "sound barrier" na "nadaig ng mga eroplano."

Higit pa: ang isang buong grupo ng mga maling kuru-kuro ay nauugnay sa supersonic na paglipad. Paano ang sitwasyon sa katotohanan? (Kuwento na may mga larawan.)

Ang unang maling kuru-kuro:"clap", na sinasabing kasama ng "overcoming the sound barrier" (dati, ang sagot sa tanong na ito ay nai-publish sa website ng Elements).

May hindi pagkakaunawaan sa "clap" na dulot ng hindi pagkakaunawaan sa terminong "sound barrier." Ang "pop" na ito ay tama na tinatawag na "sonic boom." Ang isang eroplano na gumagalaw sa supersonic na bilis ay lumilikha ng mga shock wave at presyon ng hangin sa paligid ng hangin. Sa isang pinasimpleng paraan, ang mga alon na ito ay maaaring isipin bilang isang kono na kasama ng paglipad ng isang sasakyang panghimpapawid, na ang tuktok, kumbaga, ay nakatali sa ilong ng fuselage, at ang mga generatrice na nakadirekta laban sa paggalaw ng sasakyang panghimpapawid at kumakalat nang medyo malayo. , halimbawa, sa ibabaw ng lupa.

Kapag ang hangganan ng ito haka-haka kono, na nagpapahiwatig sa harap ng pangunahing sound wave, umabot sa tainga ng tao, pagkatapos ay ang isang matalim na pagtalon sa presyon ay nakikita ng tainga bilang isang palakpak. Ang sonic boom, na parang nakatali, ay sumasabay sa buong paglipad ng sasakyang panghimpapawid, sa kondisyon na ang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw nang sapat na mabilis, kahit na sa isang pare-pareho ang bilis. Ang palakpak ay tila ang pagpasa ng pangunahing alon ng isang sonic boom sa isang nakapirming punto sa ibabaw ng lupa, kung saan, halimbawa, ang nakikinig ay matatagpuan.

Sa madaling salita, kung ang isang supersonic na eroplano ay nagsimulang lumipad pabalik-balik sa ibabaw ng tagapakinig sa isang pare-pareho, ngunit supersonic, bilis, ang putok ay maririnig sa bawat oras, ilang oras pagkatapos lumipad ang eroplano sa ibabaw ng tagapakinig sa medyo malapit na distansya.

At ang "sound barrier" sa aerodynamics ay isang matalim na pagtalon sa air resistance na nangyayari kapag ang isang eroplano ay umabot sa isang tiyak na bilis ng hangganan malapit sa bilis ng tunog. Kapag naabot ang bilis na ito, ang likas na daloy ng hangin sa paligid ng sasakyang panghimpapawid ay nagbabago nang malaki, na sa isang pagkakataon ay naging napakahirap na makamit ang mga supersonic na bilis. Ang isang ordinaryong, subsonic na sasakyang panghimpapawid ay hindi kayang lumipad nang tuluy-tuloy nang mas mabilis kaysa sa tunog, gaano man ito kabilis - mawawalan lang ito ng kontrol at mawawasak.

Upang malampasan ang sound barrier, ang mga siyentipiko ay kailangang bumuo ng isang pakpak na may espesyal na aerodynamic profile at makabuo ng iba pang mga trick. Ito ay kagiliw-giliw na ang pilot ng isang modernong supersonic na sasakyang panghimpapawid maganda ang pakiramdam kapag ang kanyang sasakyang panghimpapawid ay "nagtagumpay" sa sound barrier: kapag lumipat sa supersonic na daloy, isang "aerodynamic shock" at katangian na "jumps" sa controllability ay nararamdaman. Ngunit ang mga prosesong ito ay hindi direktang nauugnay sa mga "palakpak" sa lupa.

Dalawang maling kuru-kuro: "pagsira sa fog".

Bagama't alam ng halos lahat ang tungkol sa "cotton," ang sitwasyon na may "fog" ay medyo mas "espesyal." Mayroong maraming mga larawan kung saan ang isang lumilipad na eroplano (karaniwang isang manlalaban) ay tila "tumalon palabas" mula sa isang mahamog na kono. Mukhang napaka-kahanga-hanga:

Ang fog ay tinutukoy bilang "sound barrier". Sinasabi nila na ang larawan ay kumukuha ng sandali ng "pagtagumpayan," at ang fog ay "ang parehong hadlang."

Sa katunayan, ang paglitaw ng fog ay nauugnay lamang sa isang matalim na pagbaba ng presyon na kasama ng paglipad ng isang sasakyang panghimpapawid. Bilang resulta ng mga epekto ng aerodynamic, hindi lamang ang mga lugar ng mataas na presyon ang nabuo sa likod ng mga elemento ng istruktura ng sasakyang panghimpapawid, kundi pati na rin ang mga lugar ng rarefaction ng hangin (nagaganap ang mga pagbabago sa presyon). Ito ay sa mga lugar na ito ng rarefaction (na nangyayari, sa katunayan, nang walang pagpapalitan ng init sa kapaligiran, dahil ang proseso ay "napakabilis") at ang singaw ng tubig ay namumuo. Ang dahilan para dito ay isang matalim na pagbaba sa "lokal na temperatura", na humahantong sa isang matalim na pagbabago sa tinatawag na "dew point".

Kaya, kung ang kahalumigmigan at temperatura ng hangin ay angkop, kung gayon ang gayong fog - na sanhi ng matinding paghalay ng kahalumigmigan sa atmospera - ay sumasama sa buong paglipad ng sasakyang panghimpapawid. At hindi kinakailangan sa supersonic na bilis. Halimbawa, sa larawan sa ibaba, ang isang B-2 bomber, na isang subsonic na sasakyang panghimpapawid, ay sinamahan ng isang katangian ng haze:

Siyempre, dahil kinukunan ng litrato ang isang sandali ng paglipad, kung gayon, sa kaso ng supersonic na sasakyang panghimpapawid, lumilikha ito ng pakiramdam ng isang manlalaban na "tumalon" mula sa fog. Ang isang partikular na binibigkas na epekto ay maaaring makamit kapag lumilipad sa mababang altitude sa itaas ng dagat, dahil sa kasong ito ang kapaligiran ay kadalasang masyadong mahalumigmig.

Iyon ang dahilan kung bakit ang karamihan sa mga "masining" na mga larawan ng supersonic na paglipad ay kinuha mula sa sakay ng isa o ibang barko, at ang mga sasakyang panghimpapawid na nakabase sa carrier ay nakunan sa mga litrato.

(Mga larawang ginamit: U.S. Navy News Service at U.S. Air Force Press Service)

(Espesyal na pasasalamat kay Igor Ivanov para sa kanyang mahahalagang komento sa pisika ng pagbuo ng fog.)

Susunod - mga opinyon at talakayan

(Ang mga mensahe sa ibaba ay idinagdag ng mga mambabasa ng site sa pamamagitan ng form na matatagpuan sa dulo ng pahina.)