Felix Baumgartner osztrák sportoló rekordmagasságból ejtőernyős ugrást hajtott végre a sztratoszférából. A szabadesés sebessége meghaladta a hangsebességet és 1342,8 km/óra volt, a rögzített magasság 39,45 ezer méter volt. Ezt hivatalosan a Roswell (Új-Mexikó) egykori katonai bázis területén tartott zárókonferencián jelentették be. 
A legfinomabb anyagból készült, 850 ezer köbméter térfogatú héliummal ellátott Baumgartner Stratostat nyugati parti idő szerint reggel 8:30-kor (moszkvai idő szerint 19:30-kor) indult, a mászás körülbelül két órát vett igénybe. Körülbelül 30 percig izgalmas előkészületek zajlottak a kapszula elhagyására, nyomásmérés és műszerek ellenőrzése. 
A szabadesés a szakértők szerint 4 perc 20 másodpercig tartott nyitott fékező ejtőernyő nélkül. Közben a rekordszervezők azt mondják, hogy minden adatot átadnak az osztrák félnek, ezt követően kerül sor a végleges rögzítésre és a hitelesítésre. Három világvívmányról beszélünk: ugrás a legmagasabb pontról, a szabadesés időtartama és a hangsebesség megtörése. 
Mindenesetre Felix Baumgartner az első ember a világon, aki a technológián kívül legyőzte a hangsebességet – jegyzi meg az ITAR-TASS. 
Baumgartner szabadesése 4 perc 20 másodpercig tartott, de stabilizáló ejtőernyő nélkül. Ennek eredményeként a sportoló kis híján farokpergésbe esett, és a repülés első 90 másodpercében nem tartott rádiókapcsolatot a talajjal. 
„Egy pillanatra úgy tűnt, hogy elveszítem az eszméletemet” – jellemezte állapotát a sportoló „A fékező ejtőernyőt azonban nem nyitottam ki, hanem egyedül próbáltam stabilizálni a repülést világosan megértette, mi történik velem." Ennek eredményeként sikerült „kioltani” a forgást. Ellenkező esetben, ha a pörgés elhúzódik, a stabilizáló ejtőernyő automatikusan kinyílik. 
Hogy az esés melyik ponton haladta meg a hangsebességet, azt az osztrák nem tudja megmondani. „Fogalmam sincs róla, mert túlságosan el voltam foglalva azzal, hogy stabilizáljam a helyzetemet a levegőben” – ismerte el, hozzátéve, hogy nem hallott a hangfalat áttörő repülőgépeket általában kísérő jellegzetes pukkanásokat sem. Baumgartner szerint „a repülés során gyakorlatilag semmit sem érzett, nem gondolt semmilyen rekordra”. „Csak arra tudtam gondolni, hogy élve visszatérjek a Földre, és láthassam a családomat, a szüleimet, a barátnőmet” – mondta. „Csak a családomra gondoltam” – osztotta meg érzéseit Felix. Néhány másodperccel az ugrás előtt a következő volt a gondolata: „Uram, ne hagyj el!” 
A búvár a kapszulából való kilépést nevezte a legveszélyesebb pillanatnak. „Ez volt a legizgalmasabb pillanat, nem érzed a levegőt, fizikailag nem érted, mi történik, és fontos, hogy szabályozd a nyomást, hogy ne halj meg” – jegyezte meg. „Ez a legkellemetlenebb pillanat. Utálom ezt az állapotot.” És „a legszebb pillanat az a felismerés, hogy a „világ tetején” állsz – osztotta meg a sportoló.
Hivatalosan Chuck Yeager amerikai pilóta volt az első, aki legyőzte a szuperszonikus sebességet. A rekordot 1957. október 14-én állította fel a Bell X-1, amelyet kifejezetten erre a célra tervezett 1946 elején a Bell Aircraft. A repülőgépet a katonaság megrendelésére gyártották, de semmi köze nem volt az ellenségeskedéshez. Az autó szó szerint tele volt kutatóberendezésekkel. Külsőleg a Bell X-1 egy modern cirkálórakétára emlékeztetett.
Chuck Yeager tesztpilóta
Pilóta 1923. február 13. Az iskola elvégzése után a fiatalember azonnal repülőiskolába lépett, ami után Európában kellett harcolnia. Repülőkarrierje legelején a pilótának sikerült lelőnie egy Messerschmitt 109-est, később azonban ő maga is vereséget szenvedett a francia egekben, és ejtőernyővel kényszerült ugrani.
A pilótát partizánok vették fel, de a kémelhárítás felfüggesztette a repülést. Chuck felháborodottan találkozott Eisenhowerrel, a szövetséges erők parancsnokával. Hitt a fiatalembernek, és mint kiderült, nem hiába: a bátor pilótának még 13 gépet sikerült lelőnie a háború vége előtt.
Yeager kiváló szolgálati előélettel, jellemzőkkel, kitüntetésekkel és kapitányi ranggal tért haza. Ez hozzájárult ahhoz, hogy a pilóta egy speciális tesztelői csoportba került, akiket akkoriban olyan gondosan választottak ki, mint az űrhajósokat. Chuck felesége tiszteletére a „Captivating Glenys” nevet adta gépének. A repülőgépet egy sugárhajtóművel szerelték fel, és egy B-52-es bombázóról indították.
A pilóta nem egyszer állított fel sebességi rekordokat a szárnyas gépen: 1947 végén először megdöntötte a korábbi magassági rekordot (21 372 m), majd 1953-ban közel 2800 km/h-ra, azaz 2,5 M-re sikerült felgyorsítania a készüléket. (a hangsebességet „mach”-ban mérik, a német filozófusról és mérnökről nevezték el; 1 M körülbelül 1200 km/h). Yeager dandártábornokként vonult nyugdíjba 1975-ben, miután a vietnami háborúban szolgált és Koreában harcolt.
A Szovjetunió nem maradhatott távol a hanggát áttörésére irányuló kísérletektől; Egyszerre több tervezőiroda (Lavochkin, Yakovlev, Mikoyan) vett részt egy olyan repülőgép előkészítésében, amelynek a hangnál gyorsabban kellett volna repülnie. Ez a megtiszteltetés a La-176-os repülőgépet kapta, Lavocskin „cégétől”. Az autót 1948 decemberében teljesen felkészítették a repülésre. 26-án pedig Fedorov ezredes leküzdötte a hírhedt akadályt, és egy merüléssel felgyorsult. Később a pilóta megkapta a Szovjetunió hőse címet.
Hanggát
Hanggát
egy repülőgép vagy rakéta repülése során fellépő jelenség a szubszonikusról a szuperszonikus repülési sebességre való átmenet pillanatában a légkörben. Ahogy a repülőgép sebessége megközelíti a hangsebességet (1200 km/h), előtte egy vékony régió jelenik meg a levegőben, amelyben a levegő nyomása és sűrűsége meredeken megnövekszik. Ezt a levegő tömörödését a repülő repülőgép előtt lökéshullámnak nevezzük. A földön a lökéshullám áthaladását durranásként érzékelik, hasonlóan egy lövés hangjához. A túllépést követően a repülőgép áthalad ezen a megnövekedett levegősűrűségű területen, mintha átlyukadna rajta - áttörve a hangfalat. A repülés fejlődésében sokáig komoly problémának tűnt a hangsorompó áttörése. Megoldásához módosítani kellett a repülőgép szárnyának profilját és alakját (elvékonyodott és visszahúzódott), a törzs elülső részét hegyesebbé kellett tenni, és sugárhajtóművel kellett felszerelni a repülőgépet. A hangsebességet először Charles Yeager lépte túl 1947-ben egy X-1 repülőgépen (USA), egy B-29-es repülőgépről indított folyékony rakétahajtóművel. Oroszországban O. V. Szokolovsky volt az első, aki 1948-ban áttörte a hangfalat egy kísérleti, turbóhajtóműves La-176-os repülőgépen.
Enciklopédia "Technológia". - M.: Rosman. 2006 .
Hanggát
egy aerodinamikus légi jármű légellenállásának meredek növekedése az M(∞) Mach-számú repülésnél, kissé meghaladva az M* kritikus számot. Ennek az az oka, hogy az M(∞) > M* számoknál jön a hullámellenállás megjelenése. A repülőgép hullámellenállási együtthatója nagyon gyorsan növekszik az M szám növekedésével, kezdve M(∞) = M*-val.
Rendelkezésre állás Z. b. megnehezíti a hangsebességgel megegyező repülési sebesség elérését és az azt követő szuperszonikus repülésre való átállást. Ehhez szükségesnek bizonyult vékony szárnyakkal rendelkező repülőgépek létrehozása, amelyek lehetővé tették a légellenállás jelentős csökkentését, és olyan sugárhajtóműveket, amelyekben a tolóerő a sebesség növekedésével nő.
A Szovjetunióban először 1948-ban értek el a hangsebességgel megegyező sebességet a La-176 repülőgépen.
Repülés: Enciklopédia. - M.: Nagy Orosz Enciklopédia. Főszerkesztő G.P. Szviscsov. 1994 .
Nézze meg, mi a „hanggát” más szótárakban:
A hangsorompó az aerodinamikában számos olyan jelenség elnevezése, amely egy repülőgép (például szuperszonikus repülőgép, rakéta) hangsebességhez közeli vagy azt meghaladó sebességű mozgását kíséri. Tartalom 1 Lökéshullám, ... ... Wikipédia
HANGADÁLY, a repülés nehézségeinek oka, amikor a repülési sebességet a hangsebesség fölé emelik (SUPERSONIC SPEED). A hangsebességhez közeledve a repülőgépen váratlanul megnövekszik a légellenállás és az aerodinamikai felhajtóerő csökken... ... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár
hanggát- garso barjeras statusas T terület fizika atitikmenys: engl. hanggát hangsorompó vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. hangsorompó, m pranc. barriere sonique, f; frontière sonique, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas
hanggát- garso barjeras statusas T terület Energetika apibrėžtis Staigus aerodinaminio pasipriešinimo padidėjimas, kai orlaivio greitis tampa garso greitis (viršijama kritinė Macho skaičiaus vertė). Aiškinamas bangų krize dėl staigao… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
Az aerodinamikai légellenállás meredek növekedése, amikor a repülőgép repülési sebessége megközelíti a hangsebességet (a repülési Mach-szám kritikus értékét túllépve). Hullámválsággal magyarázható, amelyet a hullámellenállás növekedése kísér. Győzd le a 3-at…… Nagy enciklopédikus politechnikai szótár
Hanggát- a légellenállás meredek növekedése a repülőgép mozgásával szemben. a hangsebességhez közeli sebességet. Leküzdése 3. b. a repülőgépek aerodinamikai formáinak fejlesztése és az erős... ... Katonai szakkifejezések szószedete
hanggát- egy aerodinamikus légi jármű ellenállásának meredek növekedése az M∞ repülésnél, ami kissé meghaladja az M* kritikus számot. Ennek az az oka, hogy az M∞ > számok esetében Enciklopédia "Repülés"
hanggát- egy aerodinamikus légi jármű ellenállásának meredek növekedése az M∞ repülésnél, ami kissé meghaladja az M* kritikus számot. Ennek az az oka, hogy az M∞ > M* számoknál hullámválság lép fel,... ... Enciklopédia "Repülés"
- (francia barriere előőrs). 1) kapuk az erődökben. 2) az arénákban és a cirkuszokban van egy kerítés, egy rönk, egy oszlop, amelyen a ló átugrik. 3) a jel, amelyet a harcosok elérnek a párbajban. 4) korlátok, rács. Idegen szavak szótára a... ... Orosz nyelv idegen szavak szótára
BARRIER, ah, férjem. 1. Az ösvényen elhelyezett akadály (faltípus, keresztléc) (ugrás, futás közben). Vegyük b. (leküzdeni). 2. Kerítés, kerítés. B. doboz, erkély. 3. átadás Akadály, akadály, amiért n. Folyó természetes b. Mert…… Ozsegov magyarázó szótára
Könyvek
- Vegas: Az igaz történet (DVD), Naderi Amir. Vannak, akik a legfurcsább helyeken keresik az "amerikai álmot"... Valamikor Eddie Parker és felesége, Tracy lelkes szerencsejátékosok voltak, ami nem meglepő: Las Vegasban élnek, ahol mindenki szerencsejáték...
Átment a hangfalon :-)...
Mielőtt elkezdenénk beszélni a témáról, tisztázzunk egy kicsit a fogalmak pontosságának kérdését (ami tetszik :-)). Manapság meglehetősen széles körben használatos két kifejezés: hanggátÉs szuperszonikus gát. Hasonlóan hangzanak, de mégsem egyformák. Azonban nincs értelme különösebben szigorúnak lenni: lényegében egy és ugyanaz. A hangfal definícióját leggyakrabban olyan emberek használják, akik tájékozottabbak és közelebb állnak a repüléshez. A második meghatározás pedig általában mindenki más.
Szerintem a fizika (és az orosz nyelv :-)) szempontjából helyesebb a hangfalat mondani. Itt egyszerű logika van. Végül is létezik a hangsebesség fogalma, de szigorúan véve a szuperszonikus sebességnek nincs rögzített fogalma. Kicsit előretekintve elmondom, hogy amikor egy repülőgép szuperszonikus sebességgel repül, akkor már áthaladt ezen a korláton, és amikor áthalad (leküzd), akkor áthalad egy bizonyos hangsebességgel megegyező küszöbsebesség értéket (és nem szuperszonikus).
Valami hasonló:-). Ráadásul az első fogalmat sokkal ritkábban használják, mint a másodikat. Ez nyilvánvalóan azért van, mert a szuperszonikus szó egzotikusabbnak és vonzóbbnak tűnik. A szuperszonikus repülésben pedig minden bizonnyal jelen van az egzotikum, és természetesen sokakat vonz. Azonban nem mindenki, aki ízleli a szavakat: szuperszonikus gát„Tulajdonképpen értik, mi az. Erről nem egyszer meggyőződtem, fórumokat nézegetve, cikkeket olvasva, tévézve is.
Ez a kérdés valójában meglehetősen összetett fizika szempontból. De természetesen nem foglalkozunk a bonyolultsággal. Szokás szerint megpróbáljuk tisztázni a helyzetet az „ujjakon az aerodinamika magyarázata” elve alapján :-).
Tehát a sorompóhoz (hanghoz :-))!... A repülésben lévő repülőgép olyan rugalmas közegre hatva, mint a levegő, a hanghullámok erőteljes forrásává válik. Szerintem mindenki tudja, mi a hanghullám a levegőben :-).
Hanghullámok (hangvilla).
Ez a tömörítés és a ritkítás területeinek váltakozása, amely a hangforrástól különböző irányokba terjed. Olyasmi, mint körök a vízen, amelyek szintén hullámok (csak nem hangok :-)). Ezek a fül dobhártyájára ható területek teszik lehetővé, hogy meghalljuk a világ összes hangját, az emberi suttogástól a sugárhajtóművek zúgásáig.
Példa a hanghullámokra.
A hanghullámok terjedési pontjai a repülőgép különböző alkatrészei lehetnek. Például egy motor (a hangját bárki ismeri :-)), vagy a test részei (például az íj), amelyek mozgásuk során maguk előtt tömörítik a levegőt, és bizonyos típusú nyomást keltenek ( tömörítés) hullám előre fut.
Mindezek a hanghullámok az általunk már ismert hangsebességgel terjednek a levegőben. Vagyis ha a gép szubszonikus, és még alacsony sebességgel is repül, akkor úgy tűnik, hogy elmenekülnek előle. Ennek eredményeként, amikor egy ilyen repülőgép közeledik, először a hangját halljuk, majd maga elrepül.
Leszögezem azonban, hogy ez akkor igaz, ha a gép nem repül túl magasan. Hiszen a hangsebesség nem a fénysebesség :-). Nagysága nem olyan nagy, és a hanghullámoknak időre van szükségük, hogy elérjék a hallgatót. Ezért a hallgató és a repülőgép hangmegjelenésének sorrendje, ha nagy magasságban repül, megváltozhat.
És mivel a hang nem olyan gyors, akkor a saját sebességének növekedésével a repülőgép elkezdi utolérni az általa kibocsátott hullámokat. Vagyis ha mozdulatlan lenne, akkor a hullámok alakjában eltérnének tőle koncentrikus körök mint egy eldobott kő okozta hullámzás a vízen. És mivel a gép mozog, ezeknek a köröknek a repülési iránynak megfelelő szektorában a hullámok határai (frontjaik) kezdenek közeledni egymáshoz.
Szubszonikus testmozgás.
Ennek megfelelően a repülőgép (orra) és a legelső (fej) hullám eleje közötti rés (vagyis ez az a terület, ahol fokozatos, bizonyos mértékig fékezés történik ingyenes folyam amikor találkozik a repülőgép orrával (szárny, farok), és ennek következtében nyomás és hőmérséklet növekedése) kezd összehúzódni, és minél gyorsabban, annál nagyobb a repülési sebesség.
Eljön a pillanat, amikor ez a rés gyakorlatilag eltűnik (vagy minimális lesz), és egy speciális területté alakul, az úgynevezett lökéshullám. Ez akkor következik be, amikor a repülési sebesség eléri a hangsebességet, vagyis a repülőgép ugyanolyan sebességgel mozog, mint a kibocsátott hullámok. A Mach-szám egyenlő az egységgel (M=1).
A test hangmozgása (M=1).
Sokkoló sokk, a közeg egy nagyon szűk tartománya (kb. 10-4 mm), amelyen áthaladva már nem fokozatos, hanem éles (ugrásszerű) változás következik be ennek a közegnek a paramétereiben - sebesség, nyomás, hőmérséklet, sűrűség. Esetünkben a sebesség csökken, a nyomás, a hőmérséklet és a sűrűség nő. Innen a név - lökéshullám.
Kissé leegyszerűsítve ezt mondanám minderről. A szuperszonikus áramlást lehetetlen hirtelen lelassítani, de ezt meg kell tennie, mert már nincs lehetőség a fokozatos fékezésre a repülőgép orra előtti áramlási sebességre, mint közepes szubszonikus sebességeknél. Úgy tűnik, hogy a repülőgép orra (vagy a szárny hegye) előtt egy szubszonikus szakaszba ütközik, és keskeny ugrásba esik, átadva rá azt a hatalmas mozgási energiát, amellyel rendelkezik.
Egyébként fordítva is mondhatjuk: a repülő energiája egy részét lökéshullámok képzésére adja át, hogy lelassítsa a szuperszonikus áramlást.
Szuperszonikus testmozgás.
A lökéshullámnak van egy másik neve is. A repülőgéppel együtt haladva az űrben lényegében a fent említett környezeti paraméterek (azaz a légáramlás) éles változásának frontját jelenti. És ez a lökéshullám lényege.
Sokkoló sokkés a lökéshullám általában egyenértékű definíciók, de az aerodinamikában az elsőt használják inkább.
A lökéshullám (vagy lökéshullám) gyakorlatilag merőleges lehet a repülési irányra, ilyenkor megközelítőleg kör alakot vesznek fel a térben, és egyeneseknek nevezzük. Ez általában az M=1-hez közeli módokban történik.
Testmozgási módok. ! - szubszonikus, 2 - M=1, szuperszonikus, 4 - lökéshullám (lökéshullám).
Az M > 1 számoknál már a repülési irányhoz képest szögben helyezkednek el. Vagyis a gép már túlszárnyalja saját hangját. Ebben az esetben ferdenek nevezik őket, és a térben egy kúp alakját veszik fel, amelyet egyébként Mach-kúpnak neveznek, és egy szuperszonikus áramlásokat tanulmányozó tudósról nevezték el (az egyikben említette őt).
Mach kúp.
Ennek a kúpnak az alakja (úgymond karcsúsága) pontosan az M számtól függ, és a következő összefüggéssel kapcsolódik hozzá: M = 1/sin α, ahol α a kúp tengelye és a kúp tengelye közötti szög. alkotó. A kúpos felület pedig minden hanghullám frontját érinti, aminek a forrása a sík volt, és amit „előzött”, szuperszonikus sebességet érve el.
kívül lökéshullámok is lehet mellékelve, amikor egy szuperszonikus sebességgel mozgó vagy távolodó test felületével szomszédosak, ha nem érintkeznek a testtel.
Különféle alakú testek körüli szuperszonikus áramlás során fellépő lökéshullámok típusai.
Általában az ütések akkor kapcsolódnak be, ha a szuperszonikus áramlás bármely hegyes felület körül áramlik. Például egy repülőgép esetében ez lehet egy hegyes orr, egy nagynyomású légbeömlő vagy egy éles széle a légbeömlőnek. Ugyanakkor azt mondják, hogy „az ugrás ül”, például az orron.
Lekerekített felületek, például egy szárny vastag légszárnyának lekerekített elülső éle körül áramolva pedig levált lökés keletkezhet.
A repülőgép testének különböző alkatrészei repülés közben meglehetősen összetett lökéshullám-rendszert hoznak létre. A legintenzívebb azonban közülük kettő. Az egyik a fej az íjra, a második a farok a farok elemeire. A repülőgéptől bizonyos távolságra a köztes lengéscsillapítók vagy utolérik a fejet és összeolvadnak vele, vagy a farok éri utol őket.
Sokkok egy repülőgép-modellen a szélcsatornában történő öblítés során (M=2).
Ennek eredményeként két ugrás marad, amelyeket a földi megfigyelő általában egynek érzékel a repülőgép repülési magassághoz viszonyított kis mérete és ennek megfelelően a köztük lévő rövid idő miatt.
A lökéshullám (lökéshullám) intenzitása (más szóval energiája) különféle paraméterektől (a repülőgép sebességétől, tervezési jellemzőitől, környezeti feltételektől stb.) függ, és az elülső nyomásesés határozza meg.
A Mach-kúp tetejétől, azaz a repülőgéptől távolodva, mint zavarforrás, a lökéshullám gyengül, fokozatosan közönséges hanghullámmá alakul és végül teljesen eltűnik.
És milyen intenzitású lesz lökéshullám(vagy lökéshullám) a talaj elérése attól függ, hogy milyen hatást tud ott kiváltani. Nem titok, hogy a jól ismert Concorde csak az Atlanti-óceán felett repült szuperszonikus sebességgel, a katonai szuperszonikus repülőgépek pedig nagy magasságban, vagy olyan területeken, ahol nincs lakott terület (legalábbis úgy tűnik, hogy ezt csinálják :-) ).
Ezek a korlátozások nagyon indokoltak. Számomra például a lökéshullám definíciója a robbanáshoz kapcsolódik. És azok a dolgok, amelyeket egy kellően intenzív lökéshullám képes elvégezni, jól megfelelhetnek ennek. Legalább az ablakok üvegei könnyen kirepülhetnek. Elegendő bizonyíték van erre (főleg a szovjet repülés történetében, amikor elég sok volt, és intenzívek voltak a repülések). De történhetnek rosszabb dolgok is. Csak lejjebb kell repülni :-)…
A lökéshullámok azonban többnyire már nem veszélyesek, amikor elérik a talajt. Csak a földön tartózkodó külső szemlélő zúgáshoz vagy robbanáshoz hasonló hangot hallhat. Ehhez a tényhez kapcsolódik egy általános és meglehetősen állandó tévhit.
Azok az emberek, akik nem túl tapasztaltak a repüléstudományban, amikor ilyen hangot hallanak, azt mondják, hogy a repülőgép legyőzte hanggát (szuperszonikus gát). Valójában ez nem igaz. Ennek az állításnak legalább két okból semmi köze a valósághoz.
Lökéshullám (lökéshullám).
Először is, ha egy ember a földön hangos üvöltést hall magasan az égen, akkor ez csak azt jelenti (ismétlem :-)), hogy a füle elérte lökéshullám front(vagy lökéshullám) egy valahova repülő repülőgépről. Ez a gép már szuperszonikus sebességgel repül, és nem most vált át rá.
És ha ez a személy hirtelen több kilométerrel a gép előtt találná magát, akkor ugyanazt a hangot hallaná ugyanarról a síkról, mert ugyanaz a lökéshullám érné, amely a géppel együtt mozog.
Szuperszonikus sebességgel mozog, ezért hangtalanul közeledik. És miután a dobhártyára nem mindig kellemes hatást gyakorolt (jó, ha csak azon :-)) és biztonságosan elmúlt, hallhatóvá válik a járó motorok zúgása.
Egy repülőgép hozzávetőleges repülési diagramja a Mach-szám különböző értékeinél a Saab 35 "Draken" vadászgép példáján. A nyelv sajnos német, de a séma általában világos.
Ráadásul magát a szuperszonikus hangzásra való átállást sem kíséri egyszeri „bumm”, pukkanás, robbanás stb. Egy modern szuperszonikus repülőgépen a pilóta leggyakrabban csak a műszerek leolvasásából értesül az ilyen átmenetről. Ebben az esetben viszont egy bizonyos folyamat lezajlik, de ha bizonyos pilótaszabályokat betartanak, az gyakorlatilag láthatatlan számára.
De ez még nem minden :-). mondok még. valami kézzel fogható, nehéz, nehezen átjárható akadály formájában, amin a gép feltámaszkodik, és amit „át kell szúrni” (hallottam ilyen ítéleteket :-)) nem létezik.
Szigorúan véve egyáltalán nincs akadály. Valamikor régen, a repülésben a nagy sebesség kialakulásának hajnalán ez a fogalom inkább pszichológiai meggyőződésként alakult ki a szuperszonikus sebességre való átállás és az azzal való repülés nehézségeiről. Még azt is kijelentették, hogy ez általában lehetetlen, különösen azért, mert az ilyen hiedelmek és kijelentések előfeltételei meglehetősen specifikusak voltak.
Azonban az első dolog az első...
Az aerodinamikában van egy másik kifejezés, amely meglehetősen pontosan írja le az ebben az áramlásban mozgó és szuperszonikusra hajlamos test légáramával való kölcsönhatás folyamatát. Ez hullámválság. Ő az, aki olyan rossz dolgokat tesz, amelyeket hagyományosan a fogalommal társítanak hanggát.
Szóval valamit a válságról :-). Bármely repülőgép olyan részekből áll, amelyek körül a légáramlás repülés közben nem azonos. Vegyünk például egy szárnyat, vagy inkább egy közönséges klasszikust szubszonikus profil.
Az emelés keletkezésének alapismereteiből jól tudjuk, hogy a profil felső ívelt felületének szomszédos rétegében eltérő az áramlási sebesség. Ahol a profil domborúbb, nagyobb, mint a teljes áramlási sebesség, majd ha a profil ellaposodik, csökken.
Amikor a szárny a hangsebességhez közeli sebességgel mozog az áramlásban, eljöhet az a pillanat, amikor egy ilyen domború területen például a légréteg sebessége, amely már nagyobb, mint az áramlás összsebessége, megváltozik. hangos, sőt szuperszonikus.
Lokális lökéshullám, amely hullámválság során a transzonikánál jelentkezik.
A profil mentén ez a sebesség csökken, és egy ponton ismét szubszonikussá válik. De, mint fentebb említettük, a szuperszonikus áramlás nem tud gyorsan lelassulni, így a megjelenése lökéshullám.
Az ilyen lökések az áramvonalas felületek különböző területein jelennek meg, és kezdetben meglehetősen gyengék, de számuk nagy lehet, és a teljes áramlási sebesség növekedésével a szuperszonikus zónák megnövekednek, a lökések „erősödnek” és a a profil kifutó éle. Később ugyanazok a lökéshullámok jelennek meg a profil alsó felületén.
Teljes szuperszonikus áramlás a szárnyprofil körül.
Mit jelent mindez? Íme, mi. Első– ez jelentőségteljes aerodinamikai ellenállás növekedése a transzonikus sebességtartományban (kb. M=1, többé-kevésbé). Ez az ellenállás az egyik összetevőjének meredek növekedése miatt nő - hullámellenállás. Ugyanaz, amit korábban nem vettünk figyelembe a szubszonikus sebességű repüléseknél.
Számos lökéshullám (vagy lökéshullám) létrehozása a szuperszonikus áramlás lassítása során, amint fentebb említettem, energia pazarlásba kerül, és azt a repülőgép mozgásának kinetikus energiájából veszik. Vagyis a gép egyszerűen lelassul (és nagyon észrevehetően!). Az az ami hullámellenállás.
Ezenkívül a lökéshullámok a bennük lévő áramlás éles lassulása miatt hozzájárulnak a határréteg önmaga mögötti elválasztásához és laminárisból turbulenssé való átalakulásához. Ez tovább növeli az aerodinamikai ellenállást.
Profilduzzanat különböző Mach-számokon Sokk, helyi szuperszonikus zónák, turbulens zónák.
Második. A lokális szuperszonikus zónák a szárnyprofilon való megjelenése és az áramlási sebesség növekedésével, és ezáltal a profilon a nyomáseloszlási mintázat változásával a profil farok felé történő további eltolódása miatt az aerodinamikai erők alkalmazási pontja (a középpontja) nyomás) is a lefutó élre tolódik. Ennek eredményeként úgy tűnik búvár pillanat a repülőgép tömegközéppontjához képest, aminek következtében az orra lesüllyed.
Mit eredményez mindez... Az aerodinamikai légellenállás meglehetősen meredek növekedése miatt a repülőgép érezhető motor teljesítménytartalék leküzdeni a transzonikus zónát, és úgymond igazi szuperszonikus hangot elérni.
Az aerodinamikai ellenállás meredek növekedése a transzonikánál (hullámválság) a hullámellenállás növekedése miatt. Сd - ellenállási együttható.
További. Egy merülési pillanat fellépése miatt nehézségek merülnek fel a dőlésszög szabályozásában. Ezenkívül a lökéshullámokkal járó helyi szuperszonikus zónák megjelenésével kapcsolatos folyamatok zavara és egyenetlensége miatt, nehézzé válik az ellenőrzés. Például tekercsben, a bal és jobb síkon eltérő folyamatok miatt.
Ezenkívül előfordulnak rezgések, amelyek gyakran meglehetősen erősek a helyi turbulencia miatt.
Általánosságban elmondható, hogy az élvezetek teljes halmaza, amelyet az ún hullámválság. De az igazság az, hogy mindegyik tipikus szubszonikus (vastag egyenes szárnyprofillal rendelkező) szubszonikus repülőgépeknél zajlik (volt, beton :-)) szuperszonikus sebesség elérése érdekében.
Kezdetben, amikor még nem volt elegendő tudás, és nem vizsgálták átfogóan a szuperszonikus elérésének folyamatait, éppen ezt a halmazt tartották szinte végzetesen áthidalhatatlannak, és ún. hanggát(vagy szuperszonikus gát, ha akarod:-)).
Sok tragikus esemény történt, amikor hagyományos dugattyús repülőgépeken próbálták leküzdeni a hangsebességet. Az erős vibráció néha szerkezeti károsodáshoz vezetett. A gépeknek nem volt elegendő erejük a szükséges gyorsuláshoz. Vízszintes repülésben ez lehetetlen volt a hatás miatt, ami ugyanolyan jellegű, mint hullámválság.
Ezért merülést alkalmaztak a gyorsításhoz. De akár végzetes is lehetett volna. A hullámválság idején jelentkező merülési pillanat elnyújtotta a merülést, és néha nem volt kiút belőle. Hiszen az irányítás visszaállítása és a hullámválság megszüntetése érdekében csökkenteni kellett a sebességet. De ezt egy merülés során rendkívül nehéz (ha nem lehetetlen).
A folyékony rakétahajtóművel felszerelt híres BI-1 kísérleti vadászgép 1943. május 27-én a Szovjetunióban bekövetkezett katasztrófa egyik fő oka a vízszintes repülésből történő merülés. Teszteket végeztek a maximális repülési sebességre, és a tervezők becslései szerint az elért sebesség meghaladta a 800 km/h-t. Utána késés következett be a merülésben, amiből a gép nem tért magához.
BI-1 kísérleti vadászgép.
A mi időnkben hullámválság már elég jól tanulmányozott és leküzdött hanggát(ha kell :-)) nem nehéz. Azokon a repülőgépeken, amelyeket meglehetősen nagy sebességre terveztek, bizonyos tervezési megoldásokat és korlátozásokat alkalmaznak a repülés megkönnyítése érdekében.
Mint ismeretes, a hullámválság az egyhez közeli M számnál kezdődik. Ezért szinte minden szubszonikus sugárhajtású repülőgépnek (különösen az utasoknak) van járata M-ek számának korlátozása. Általában 0,8-0,9 M tartományban van. A pilótát utasítják ennek figyelemmel kísérésére. Ráadásul sok repülőgépen a határszint elérésekor csökkenteni kell a repülési sebességet.
Szinte minden olyan repülőgép, amely legalább 800 km/h vagy annál nagyobb sebességgel repül nyilazott szárny(legalábbis a bevezető él mentén :-)). Lehetővé teszi az offenzíva kezdetének késleltetését hullámválság M=0,85-0,95-nek megfelelő sebességig.
Nyilazott szárny. Alapvető művelet.
Ennek a hatásnak az oka nagyon egyszerűen megmagyarázható. Egyenes szárnyon a V sebességű légáramlás csaknem derékszögben közelít, sodort szárnyon (sweep angle χ) bizonyos β siklásszögben. A V sebesség vektoriálisan két áramlásra bontható: Vτ és Vn.
A Vτ áramlás nem befolyásolja a nyomáseloszlást a szárnyon, de a Vn áramlás igen, ami pontosan meghatározza a szárny teherbíró tulajdonságait. És nyilvánvalóan kisebb az V teljes áramlás nagyságrendjéhez képest. Ezért egy lecsapott szárnyon hullámválság kezdete és növekedése hullámellenállás lényegesen később következik be, mint az egyenes szárnyon azonos szabad áramlási sebesség mellett.
E-2A kísérleti vadászgép (a MIG-21 elődje). Tipikus söpört szárny.
A söpört szárny egyik módosítása a szárny volt szuperkritikus profil(említette őt). Lehetővé teszi továbbá a hullámválság kezdetének nagyobb sebességre tolását, ezen felül pedig a hatékonyság növelését, ami az utasszállító repülőgépek számára fontos.
SuperJet 100. Lehúzott szárny szuperkritikus profillal.
Ha a gépet áthaladásra szánják hanggát(passz és hullámválság is :-)) és a szuperszonikus repülés, általában mindig eltér bizonyos tervezési jellemzőkben. Főleg általában van vékony szárny és empennage profil éles szélekkel(beleértve a rombusz alakú vagy háromszög alakú) és egy bizonyos szárnyforma a tervben (például háromszög vagy trapéz alakú túlfolyóval stb.).
Szuperszonikus MIG-21. Követő E-2A. Tipikus delta szárny.
MIG-25. Példa egy tipikus, szuperszonikus repülésre tervezett repülőgépre. Vékony szárny- és farokprofilok, éles szélek. Trapéz alakú szárny. profil
A közmondás átadása hanggát, vagyis az ilyen repülőgépek a szuperszonikus sebességre térnek át a motor utánégető működése az aerodinamikai ellenállás növekedése miatt, és természetesen a zónán való gyors áthaladás érdekében hullámválság. Ennek az átmenetnek a pillanatát pedig legtöbbször semmilyen módon nem érzékeli (ismétlem :-)) sem a pilóta (csak a pilótafülkében tapasztalhatja a hangnyomásszint csökkenését), sem a külső szemlélő, ha persze megfigyelhette :-).
Itt azonban érdemes megemlíteni még egy, a külső szemlélőkkel kapcsolatos tévhitet. Bizonyára sokan láttak már ilyen fényképeket, a feliratok alatt az áll, hogy ez az a pillanat, amikor a gép legyőzi hanggát, hogy úgy mondjam, vizuálisan.
Prandtl-Gloert hatás. Nem jár a hangfal áttörésével.
Először, már tudjuk, hogy nincs hanggát, mint olyan, és magát a szuperszonikusra való átállást sem kíséri semmi rendkívüli (beleértve a robbanást vagy a robbanást).
Másodszor. Amit a fotón láttunk, az ún Prandtl-Gloert hatás. Róla már írtam. Semmiképpen nem kapcsolódik közvetlenül a szuperszonikusra való átálláshoz. Csak arról van szó, hogy nagy sebességnél (egyébként szubszonikus:-)) a repülőgép egy bizonyos tömegű levegőt maga előtt mozgatva létrehoz egy bizonyos mennyiségű levegőt maga mögött. ritkítási régió. Közvetlenül a repülés után ez a terület kezd megtelni a közeli természeti tér levegőjével. a térfogat növekedése és a hőmérséklet hirtelen csökkenése.
Ha levegő páratartalma elegendő és a hőmérséklet a környező levegő harmatpontja alá csökken, akkor nedvesség lecsapódása vízgőzből köd formájában, amit látunk. Amint a feltételek visszaállnak az eredeti szintre, ez a köd azonnal eltűnik. Ez az egész folyamat meglehetősen rövid életű.
Ezt a folyamatot nagy transzonikus sebességeknél a helyi lökéshullámokÉn, néha segítek valami finom kúpot formálni a sík körül.
A nagy sebesség kedvez ennek a jelenségnek, azonban ha a levegő páratartalma megfelelő, akkor ez meglehetősen alacsony fordulatszámon is előfordulhat (és előfordul). Például a tározók felszíne felett. A legtöbb ilyen jellegű gyönyörű fotó egyébként egy repülőgép-hordozó fedélzetéről, vagyis meglehetősen párás levegőről készült.
Ez így működik. A felvételek persze menők, a látvány látványos :-), de egyáltalán nem így hívják a legtöbbször. semmi köze hozzá (és szuperszonikus gát Azonos:-)). És ez szerintem jó, különben nem örülnének azok a megfigyelők, akik ilyen fotókat és videókat készítenek. Lökéshullám, tudod:-)…
Befejezésül van egy videó (már használtam), amelynek szerzői egy alacsony magasságban, szuperszonikus sebességgel repülő repülőgép lökéshullámának hatását mutatják be. Persze van benne némi túlzás :-), de az általános elv egyértelmű. És ismét látványos :-)…
Ez minden mára. Köszönöm, hogy végig olvastad a cikket :-). A következő alkalomig...
A fotók kattinthatóak.
(néha több is, testalkattól függően). A bal oldali fotón lökéshullámok láthatók a modell törzsének csúcsán, a szárny elülső és hátsó szélén, valamint a modell hátulján.
A lökéshullám frontján (néha lökéshullámnak is nevezik), amelynek vastagsága nagyon kicsi (milliméter töredékei), az áramlás tulajdonságaiban kardinális változások következnek be - a testhez viszonyított sebessége csökken, és szubszonikussá válik, az áramlás nyomása és a gáz hőmérséklete hirtelen megnő. Az áramlás kinetikus energiájának egy része a gáz belső energiájává alakul. Mindezek a változások annál nagyobbak, minél nagyobb a szuperszonikus áramlás sebessége. Hiperszonikus sebességeknél (Mach-szám = 5 és magasabb) a gáz hőmérséklete eléri a több ezer Kelvint, ami komoly problémákat okoz az ilyen sebességgel közlekedő járműveknek (például a Columbia sikló 2003. február 1-jén összeomlott a hővédő károsodása miatt repülés közben bekövetkezett héj).
A lökéshullám eleje a készüléktől távolodva fokozatosan szinte szabályos kúpos alakot vesz fel, a rajta átívelő nyomásesés a kúp tetejétől való távolság növekedésével csökken, a lökéshullám hanghullámmá alakul. A kúp tengelye és generatrixa közötti szög α (\displaystyle \alpha ) relációval kapcsolódik a Mach-számhoz
sin α = 1 M . (\displaystyle \sin \alpha =(\frac (1)(M)).)Amikor ez a hullám elér egy megfigyelőt, aki például a Földön tartózkodik, egy robbanáshoz hasonló hangos hangot hall. Gyakori tévhit, hogy ez annak a következménye, hogy a repülőgép elérte a hangsebességet, vagy „áttöri a hangfalat”. Valójában ebben a pillanatban egy lökéshullám halad el a megfigyelő mellett, amely folyamatosan kíséri a szuperszonikus sebességgel haladó repülőgépet. Jellemzően közvetlenül a „pop” után hallja a megfigyelő a repülőgép hajtóműveinek zümmögését, ami csak a lökéshullám elmúlásával hallható, mivel a repülőgép gyorsabban halad, mint amennyit kiad. Nagyon hasonló megfigyelés történik szubszonikus repülés során - a nagy magasságban (több mint 1 km-re) a megfigyelő felett repülő repülőgépet nem halljuk, vagy inkább késéssel halljuk: a hangforrás iránya nem esik egybe az iránnyal. a látható repülőgéphez a földről érkező megfigyelő számára.
Hasonló jelenség figyelhető meg tüzérségi tűz közben is: a fegyver előtt több kilométerrel a szemlélő először egy lövés villanását látja, majd egy idő után egy repülő lövedék „mennydörgését” hallja (és utána néhány másodperccel a zajt kelt).
Hullám válság
A hullámválság a repülőgép körüli légáramlás természetében bekövetkező változás, amikor a repülési sebesség megközelíti a hangsebességet, amelyet általában a repülőgép aerodinamikai jellemzőinek romlása kísér - a légellenállás növekedése, a légellenállás csökkenése. emelés, rezgések megjelenése stb.
A vadászgépek sebessége már a második világháború idején közeledni kezdett a hangsebességhez. Ugyanakkor a pilóták időnként elkezdték megfigyelni a gépeikkel fellépő, akkor még érthetetlen és fenyegető jelenségeket, amikor maximális sebességgel repülnek. Megőrizték az amerikai légierő pilótájának érzelmes jelentését parancsnokának, Arnold tábornoknak:
Uram, a gépeink már nagyon szigorúak. Ha megjelennek még nagyobb sebességű autók, akkor nem fogjuk tudni repülni. Múlt héten leszedtem egy Me-109-est a Mustangommal. A gépem úgy remegett, mint egy pneumatikus kalapács, és nem engedelmeskedett a kormányoknak. Nem tudtam kihozni a merüléséből. Mindössze háromszáz méterrel a talajtól nehezen tudtam szintezni az autót...
A háború után, amikor sok repülőgép-tervező és tesztpilóta kitartó kísérletet tett a lélektanilag jelentős cél – a hangsebesség – elérésére, ezek a furcsa jelenségek általánossá váltak, és sok ilyen próbálkozás tragikusan végződött. Ez hozta létre a misztikától nem mentes „hanggát” kifejezést (franciául mur du son, németül Schallmauer - hangfal). A pesszimisták azzal érveltek, hogy ezt a határt nem lehet túllépni, bár a lelkesek életüket kockáztatva többször is megpróbálták ezt megtenni. A szuperszonikus gázmozgással kapcsolatos tudományos elképzelések fejlődése lehetővé tette nemcsak a „hanggát” természetének megmagyarázását, hanem annak leküzdésére is.
A repülőgép törzse, szárnya és farka körüli szubszonikus áramlás során körvonalaik konvex szakaszain lokális áramlásgyorsulási zónák jelennek meg. Amikor egy repülőgép repülési sebessége megközelíti a hangsebességet, a légmozgás helyi sebessége az áramlásgyorsulási zónákban kissé meghaladhatja a hangsebességet (1a. ábra). A gyorsulási zóna áthaladása után az áramlás lelassul, elkerülhetetlen lökéshullám kialakulásával (ez a szuperszonikus áramlások tulajdonsága: a szuperszonikusról a szubszonikusra való átmenet mindig megszakítás nélkül történik - lökéshullám kialakulásával). Ezeknek a lökéshullámoknak az intenzitása kicsi - a nyomásesés az elejükön kicsi, de egyszerre nagy számban, a jármű felületének különböző pontjain jelennek meg, és együtt élesen megváltoztatják a körülötte folyó áramlás jellegét, repülési tulajdonságainak romlásával: csökken a szárny emelése, a légkormányok és a csűrők veszítenek hatékonyságukból, a jármű irányíthatatlanná válik, és mindez rendkívül instabil, erős rezgés lép fel. Ezt a jelenséget az ún hullámválság. Amikor a jármű sebessége szuperszonikussá válik (> 1), az áramlás ismét stabillá válik, bár jellege alapvetően megváltozik (1b. ábra).
Viszonylag vastag profilú szárnyaknál hullámválság körülményei között a nyomásközéppont élesen hátrafelé tolódik el, aminek következtében a repülőgép orra „nehezebb lesz”. Az ilyen szárnyú dugattyús vadászrepülőgépek pilótái, akik nagy magasságból, maximális erővel próbáltak maximális sebességet elérni a merülés során, amikor a „hangsorompóhoz” közeledtek, hullámválság áldozatai lettek - ha egyszer nem lehetett kijutni belőle a merülés sebességének csökkentése nélkül, amit viszont nagyon nehéz megtenni egy merülés során. A belföldi repülés történetének leghíresebb esete, amikor vízszintes repülésből merülésbe vonták, a Bahcsivandzsi katasztrófa, amikor a BI-1 rakétát maximális sebességgel tesztelték. A második világháború legjobb, egyenes szárnyú vadászgépei, mint például a P-51 Mustang vagy a Me-109, nagy magasságban, 700-750 km/órás sebességgel hullámválságot éltek át. Ugyanakkor az ugyanebben az időszakban készült Messerschmitt Me.262 és Me.163 sugárhajtású gépek szárnyakat söpörtek, aminek köszönhetően gond nélkül el tudták érni a 800 km/h feletti sebességet. Figyelembe kell venni azt is, hogy a hagyományos légcsavarral rendelkező repülőgép vízszintes repülésben nem érheti el a hangsebességhez közeli sebességet, mivel a légcsavarlapátok a hullámválság zónába kerülnek, és sokkal korábban veszítenek hatékonyságukból, mint a repülőgép. A szablya alakú lapátokkal ellátott szuperszonikus légcsavarok megoldhatják ezt a problémát, de jelenleg az ilyen légcsavarok műszakilag túl bonyolultak és nagyon zajosak, ezért a gyakorlatban nem használják őket.
A hangsebességhez meglehetősen közeli (800 km/h feletti) utazórepülési sebességű modern szubszonikus repülőgépeket általában szárnyas szárnyakkal és vékony profilú farokfelülettel tervezik, ami lehetővé teszi a hullámválság kezdeti sebességének a magasabb értékek felé tolását. A szuperszonikus légi járművek, amelyeknek a szuperszonikus sebesség elérésekor át kell menniük a hullámválság szakaszán, tervezési eltérésekkel rendelkeznek a szubszonikusaktól, amelyek mind a szuperszonikus légáramlás jellemzőivel, mind a szuperszonikus repülés körülményei között fellépő terhelések elviselésének szükségességével, ill. hullámválság, különösen - háromszög alakú szárnyalakú, rombusz alakú vagy háromszög alakú profillal.
