Rakúsky atlét Felix Baumgartner urobil zoskok zo stratosféry z rekordnej výšky. Jeho rýchlosť pri voľnom páde presahovala rýchlosť zvuku a dosahovala 1342,8 km za hodinu, pevná výška bola 39,45 tisíc metrov. Oficiálne to odznelo na záverečnej konferencii na území bývalej vojenskej základne Roswell (Nové Mexiko). 
Baumgartner Stratostat s héliom s objemom 850-tisíc metrov kubických, vyrobený z najkvalitnejšieho materiálu, odštartoval o 08:30 západného pobrežného času (19:30 moskovského času), výstup trval asi dve hodiny. Asi 30 minút prebiehali celkom napínavé prípravy na opustenie kapsuly, meranie tlaku a kontrola prístrojov. 
Voľný pád podľa odborníkov trval 4 minúty a 20 sekúnd bez otvoreného brzdiaceho padáka. Organizátori rekordov medzitým hovoria, že všetky údaje budú prenesené na rakúsku stranu, po čom prebehne finálny záznam a certifikácia. Hovoríme o troch svetových úspechoch: skok z najvyššieho bodu, trvanie voľného pádu a prelomenie rýchlosti zvuku. 
V každom prípade je Felix Baumgartner prvým človekom na svete, ktorý prekonal rýchlosť zvuku mimo technológie, poznamenáva ITAR-TASS. 
Voľný pád Baumgartnera trval 4 minúty 20 sekúnd, no bez stabilizačného padáka. V dôsledku toho sa športovec takmer dostal do vývrtky a neudržiaval rádiový kontakt so zemou počas prvých 90 sekúnd letu. 
„Na chvíľu sa mi zdalo, že strácam vedomie,“ opísal svoj stav športovec „Neotvoril som však brzdiaci padák, ale každú sekundu som sa snažil stabilizovať let jasne pochopil, čo sa so mnou deje." V dôsledku toho bolo možné „uhasiť“ rotáciu. V opačnom prípade, ak by sa vývrtka pretiahla, stabilizačný padák by sa automaticky otvoril. 
V akom bode pád prekročil rýchlosť zvuku, Rakúšan povedať nevie. „Nemám o tom ani potuchy, pretože som bol príliš zaneprázdnený snahou stabilizovať svoju pozíciu vo vzduchu,“ priznal a dodal, že nepočul ani žiadne z charakteristických puknutí, ktoré zvyčajne sprevádzajú lietadlá, ktoré prelomia zvukovú bariéru. Podľa Baumgartnera „počas letu prakticky nič necítil, nemyslel na žiadne záznamy“. „Jediné, na čo som myslel, bolo dostať sa späť na Zem živý a vidieť svoju rodinu, rodičov, priateľku,“ povedal „Niekedy sa človek potrebuje dostať do takých výšok, aby si uvedomil, aký je malý. „Myslel som len na svoju rodinu,“ zdieľal svoje pocity Felix. Niekoľko sekúnd pred skokom mu pomysleli: "Pane, neopúšťaj ma!" 
Sky diver označil výstup z kapsuly za najnebezpečnejší moment. „Bol to najvzrušujúcejší moment, necítite vzduch, fyzicky nerozumiete, čo sa deje, a je dôležité regulovať tlak, aby ste nezomreli,“ poznamenal. Neznášam tento štát." A „najkrajší moment je uvedomenie si, že stojíte na „vrchole sveta“, zdieľal športovec.
Oficiálne prvým človekom, ktorý prekonal nadzvukovú rýchlosť, bol americký pilot Chuck Yeager. Rekord bol dosiahnutý 14. októbra 1957 na Bell X-1, ktorý bol na tento účel špeciálne navrhnutý začiatkom roku 1946 spoločnosťou Bell Aircraft. Lietadlo bolo vyrobené na objednávku armády, ale nemalo nič spoločné s vedením nepriateľských akcií. Auto bolo doslova prepchaté výskumným zariadením. Bell X-1 zvonka pripomínal modernú riadenú strelu.
Skúšobný pilot Chuck Yeager
Pilot v roku 1923 13. februára. Po ukončení školy mladý muž okamžite vstúpil do leteckej školy, po ktorej musel bojovať v Európe. Na samom začiatku svojej leteckej kariéry sa pilotovi podarilo zostreliť Messerschmitt 109, no neskôr bol sám porazený na francúzskom nebi a bol nútený skočiť padákom.
Pilota vyzdvihli partizáni, no kontrarozviedka ho suspendovala z lietania. Pobúrený Chuck si zabezpečil audienciu u Eisenhowera, veliteľa spojeneckých síl. Mladému mužovi veril a, ako sa ukázalo, nie nadarmo: statočnému pilotovi sa pred koncom vojny podarilo zostreliť ešte 13 lietadiel.
Yeager sa vrátil domov s vynikajúcim služobným záznamom, vlastnosťami, vyznamenaniami a s hodnosťou kapitána. To prispelo k zaradeniu pilota do špeciálneho tímu testerov, ktorí boli v tom čase vyberaní rovnako starostlivo ako astronauti. Chuck pomenoval svoje lietadlo „Captivating Glenys“ na počesť svojej manželky. Lietadlo bolo vybavené jedným prúdovým motorom a štartovalo z bombardéra B-52.
Na okrídlenom stroji pilot viackrát nastavil rýchlostné rekordy: koncom roku 1947 prvýkrát prekonal doterajší výškový rekord (21 372 m), v roku 1953 sa mu podarilo zrýchliť zariadenie na takmer 2 800 km/h, čiže 2,5 m. (rýchlosť zvuku sa meria v machoch, pomenovaných po nemeckom filozofovi a inžinierovi; 1 M sa rovná približne 1200 km/h). Yeager odišiel do dôchodku ako brigádny generál v roku 1975, keď slúžil vo vojne vo Vietname a bojoval v Kórei.
ZSSR nemohol zostať bokom od pokusov o prelomenie zvukovej bariéry; Na príprave lietadla, ktoré malo lietať rýchlejšie ako zvuk, sa podieľalo niekoľko konštrukčných kancelárií naraz (Lavočkin, Jakovlev, Mikojan). Táto česť pripadla lietadlu La-176 od Lavočkinovej „spoločnosti“. Auto bolo plne pripravené na lety v roku 1948, v decembri. A 26. dňa plukovník Fedorov prekonal notoricky známu bariéru a zrýchlil v skoku. Neskôr pilot získal titul Hrdina Sovietskeho zväzu.
Zvuková bariéra
Zvuková bariéra
jav, ktorý nastáva pri lete lietadla alebo rakety v okamihu prechodu z podzvukovej na nadzvukovú rýchlosť letu v atmosfére. Keď sa rýchlosť lietadla blíži k rýchlosti zvuku (1200 km/h), vo vzduchu pred ním sa objaví tenká oblasť, v ktorej dochádza k prudkému zvýšeniu tlaku a hustoty vzduchu. Toto zhutnenie vzduchu pred letiacim lietadlom sa nazýva rázová vlna. Na zemi je prechod rázovej vlny vnímaný ako rana, podobne ako zvuk výstrelu. Po prekročení prejde lietadlo cez túto oblasť so zvýšenou hustotou vzduchu, akoby ju prerazilo a prelomilo zvukovú bariéru. Prelomenie zvukovej bariéry sa dlho zdalo byť vážnym problémom vo vývoji letectva. Na jeho vyriešenie bolo potrebné zmeniť profil a tvar krídla lietadla (stenšie a posunuté dozadu), zašpicatenú prednú časť trupu a vybaviť lietadlo prúdovými motormi. Rýchlosť zvuku prvýkrát prekonal v roku 1947 Charles Yeager na lietadle X-1 (USA) s kvapalným raketovým motorom štartovaným z lietadla B-29. V Rusku ako prvý prelomil zvukovú bariéru O. V. Sokolovskij v roku 1948 na experimentálnom lietadle La-176 s prúdovým motorom.
Encyklopédia "Technológia". - M.: Rosman. 2006 .
Zvuková bariéra
prudký nárast odporu aerodynamického lietadla pri lete Machových čísel M(∞), mierne presahujúcich kritické číslo M*. Dôvodom je, že pri číslach M(∞) > M* prichádza, sprevádzané objavením sa vlnového odporu. Koeficient odporu vĺn lietadla sa veľmi rýchlo zvyšuje so zvyšujúcim sa číslom M, počnúc M(∞) = M*.
Dostupnosť Z. b. sťažuje dosiahnutie rýchlosti letu rovnej rýchlosti zvuku a následný prechod na nadzvukový let. Na tento účel sa ukázalo, že je potrebné vytvoriť lietadlá s tenkými šikmými krídlami, čo umožnilo výrazne znížiť odpor, a prúdové motory, v ktorých sa ťah zvyšuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou.
V ZSSR bola rýchlosť rovnajúca sa rýchlosti zvuku prvýkrát dosiahnutá na lietadle La-176 v roku 1948.
Letectvo: Encyklopédia. - M.: Veľká ruská encyklopédia. Šéfredaktor G.P. Sviščev. 1994 .
Pozrite sa, čo je to „zvuková bariéra“ v iných slovníkoch:
Zvuková bariéra v aerodynamike je názov množstva javov, ktoré sprevádzajú pohyb lietadla (napríklad nadzvukového lietadla, rakety) rýchlosťou blízkou alebo presahujúcou rýchlosť zvuku. Obsah 1 Rázová vlna, ... ... Wikipedia
ZVUKOVÁ BARIÉRA, príčina ťažkostí v letectve pri zvyšovaní rýchlosti letu nad rýchlosť zvuku (SUPERSONIC SPEED). Pri približovaní sa k rýchlosti zvuku lietadlo zažije neočakávaný nárast odporu a stratu aerodynamického vztlaku... ... Vedecko-technický encyklopedický slovník
zvuková bariéra- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. zvuková bariéra zvuková bariéra vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. zvuková bariéra, m pranc. bariéra sonique, f; frontière sonique, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas
zvuková bariéra- 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
Prudký nárast aerodynamického odporu, keď sa rýchlosť letu lietadla blíži k rýchlosti zvuku (prekročenie kritickej hodnoty Machova čísla letu). Vysvetlené vlnovou krízou sprevádzanou zvýšením odporu vĺn. Prekonať 3.... Veľký encyklopedický polytechnický slovník
Zvuková bariéra- prudké zvýšenie odporu vzduchu voči pohybu lietadla pri. blížiacimi sa rýchlosťami blízkymi rýchlosti zvuku. Prekonanie 3. b. sa stalo možným vďaka zlepšeniu aerodynamických tvarov lietadiel a použitiu výkonných... ... Slovník vojenských pojmov
zvuková bariéra- zvuková bariéra prudké zvýšenie odporu aerodynamického lietadla pri lete Machove čísla M∞, mierne presahujúce kritické číslo M*. Dôvodom je, že pre čísla M∞ > Encyklopédia "Letenie"
zvuková bariéra- zvuková bariéra prudké zvýšenie odporu aerodynamického lietadla pri lete Machove čísla M∞, mierne presahujúce kritické číslo M*. Dôvodom je, že pri číslach M∞ > M* nastáva vlnová kríza,... ... Encyklopédia "Letenie"
- (Francúzska bariérová základňa). 1) brány v pevnostiach. 2) v arénach a cirkusoch je ohrada, poleno, stožiar, cez ktorý kôň preskakuje. 3) znak, ktorý bojovníci dosiahnu v súboji. 4) zábradlia, mreže. Slovník cudzích slov zahrnutých v... ... Slovník cudzích slov ruského jazyka
BARIÉRA, ach, manžel. 1. Prekážka (typ steny, brvna) umiestnená na ceste (pri skákaní, behu). Vezmite b. (prekonať to). 2. Plot, oplotenie. B. box, balkón. 3. prevod Prekážka, prekážka za čo n. Rieka prírodné b. Pre…… Ozhegovov výkladový slovník
knihy
- Vegas: The True Story (DVD), Naderi Amir. Niektorí ľudia hľadajú „americký sen“ na tých najzvláštnejších miestach... Kedysi boli Eddie Parker a jeho manželka Tracy vášnivými hráčmi, čomu sa nemožno čudovať: žijú v Las Vegas, kde každý hrá...
Prekonali zvukovú bariéru :-)...
Skôr než sa pustíme do témy, vnesme trochu jasnosti do otázky presnosti pojmov (čo sa mi páči :-)). V súčasnosti sa pomerne široko používajú dva pojmy: zvuková bariéra A nadzvuková bariéra. Znejú podobne, no stále nie rovnako. Nemá však zmysel byť obzvlášť prísny: v podstate ide o jednu a tú istú vec. Definíciu zvukovej bariéry najčastejšie používajú ľudia znalejší a bližšie k letectvu. A druhá definícia je zvyčajne každý iný.
Myslím, že z hľadiska fyziky (a ruského jazyka :-)) je správnejšie povedať zvuková bariéra. Je tu jednoduchá logika. Koniec koncov, existuje koncept rýchlosti zvuku, ale prísne vzaté, neexistuje žiadny pevný koncept nadzvukovej rýchlosti. Keď sa pozriem trochu dopredu, poviem, že keď lietadlo letí nadzvukovou rýchlosťou, túto bariéru už prekonalo, a keď ju prejde (prekoná), prejde potom určitou prahovou hodnotou rýchlosti rovnajúcou sa rýchlosti zvuku (a nie nadzvukový).
Niečo také:-). Okrem toho sa prvý koncept používa oveľa menej často ako druhý. Je to zrejme preto, že slovo nadzvuk znie exotickejšie a atraktívnejšie. A v nadzvukovom lete je exotika určite prítomná a, prirodzene, mnohých láka. Avšak nie všetci ľudia, ktorí majú radi slová „ nadzvuková bariéra„V skutočnosti rozumejú tomu, čo to je. Už som sa o tom viackrát presvedčil, keď som si prezeral fóra, čítal články, dokonca aj televíziu.
Táto otázka je v skutočnosti z fyzikálneho hľadiska dosť zložitá. Ale, samozrejme, nebudeme sa obťažovať zložitosťou. Pokúsime sa, ako obvykle, objasniť situáciu pomocou princípu „vysvetlenia aerodynamiky na prstoch“ :-).
Takže do bariéry (zvuku :-))!... Lietadlo počas letu, pôsobiace na také elastické médium, akým je vzduch, sa stáva silným zdrojom zvukových vĺn. Myslím, že každý vie, čo sú zvukové vlny vo vzduchu :-).
Zvukové vlny (ladička).
Ide o striedanie oblastí kompresie a riedenia, ktoré sa šíria rôznymi smermi od zdroja zvuku. Niečo ako kruhy na vode, čo sú tiež vlny (len nie zvukové :-)). Práve tieto oblasti, pôsobiace na bubienok ucha, nám umožňujú počuť všetky zvuky tohto sveta, od ľudského šepotu až po hukot prúdových motorov.
Príklad zvukových vĺn.
Miestami šírenia zvukových vĺn môžu byť rôzne komponenty lietadla. Napríklad motor (jeho zvuk pozná každý :-)) alebo časti tela (napríklad luk), ktoré pri pohybe stláčajú vzduch pred sebou a vytvárajú určitý druh tlaku ( kompresia) vlna prebiehajúca dopredu.
Všetky tieto zvukové vlny sa šíria vzduchom nám už známou rýchlosťou zvuku. To znamená, že ak je lietadlo podzvukové a dokonca letí nízkou rýchlosťou, zdá sa, že pred ním utekajú. Výsledkom je, že keď sa takéto lietadlo priblíži, najskôr počujeme jeho zvuk a potom samo preletí.
Urobím však výhradu, že je to pravda, ak lietadlo neletí príliš vysoko. Veď rýchlosť zvuku nie je rýchlosť svetla :-). Jeho veľkosť nie je taká veľká a zvukové vlny potrebujú čas, aby sa dostali k poslucháčovi. Preto sa poradie vzhľadu zvuku pre poslucháča a lietadlo, ak letí vo veľkej výške, môže zmeniť.
A keďže zvuk nie je taký rýchly, potom so zvýšením vlastnej rýchlosti lietadlo začne dobiehať vlny, ktoré vydáva. To znamená, že ak by bol nehybný, vlny by sa od neho vo forme rozchádzali sústredné kruhy ako vlnky na vode spôsobené hodeným kameňom. A keďže sa lietadlo pohybuje, v sektore týchto kružníc zodpovedajúcom smeru letu sa hranice vĺn (ich čelá) začnú k sebe približovať.
Podzvukový pohyb tela.
V súlade s tým je medzera medzi lietadlom (jeho nos) a prednou časťou úplne prvej (hlavovej) vlny (to je oblasť, v ktorej dochádza do určitej miery k postupnému brzdeniu). bezplatný prúd pri stretnutí s nosom lietadla (krídlo, chvost) a v dôsledku toho zvýšenie tlaku a teploty) sa začne sťahovať a čím rýchlejšie, tým vyššia je rýchlosť letu.
Prichádza moment, keď táto medzera prakticky zmizne (alebo sa stane minimálnou) a zmení sa na špeciálny druh oblasti tzv rázová vlna. Stáva sa to vtedy, keď rýchlosť letu dosiahne rýchlosť zvuku, to znamená, že lietadlo sa pohybuje rovnakou rýchlosťou ako vlny, ktoré vydáva. Machovo číslo sa rovná jednotke (M=1).
Zvukový pohyb tela (M=1).
Šokový šok, je veľmi úzka oblasť média (asi 10 -4 mm), pri prechode ktorou už nedochádza k postupnej, ale k prudkej (skokovej) zmene parametrov tohto média - rýchlosť, tlak, teplota, hustota. V našom prípade klesá rýchlosť, zvyšuje sa tlak, teplota a hustota. Odtiaľ pochádza názov – rázová vlna.
Trochu zjednodušene by som o tomto všetkom povedal toto. Nie je možné prudko spomaliť nadzvukové prúdenie, ale musí to urobiť, pretože už neexistuje možnosť postupného brzdenia na rýchlosť prúdenia pred samotným nosom lietadla, ako pri miernych podzvukových rýchlostiach. Zdá sa, že narazí na podzvukovú časť pred nosom lietadla (alebo špičkou krídla) a zrúti sa do úzkeho skoku, čím sa naň prenesie veľká energia pohybu, ktorú má.
Mimochodom, môžeme to povedať aj naopak: lietadlo odovzdá časť svojej energie vzniku rázových vĺn, aby spomalilo nadzvukové prúdenie.
Nadzvukový pohyb tela.
Rázová vlna má aj iný názov. Pohyb s lietadlom v priestore v podstate predstavuje predok prudkej zmeny vyššie uvedených parametrov prostredia (teda prúdenia vzduchu). A to je podstata rázovej vlny.
Šokový šok a rázová vlna sú vo všeobecnosti ekvivalentné definície, ale v aerodynamike sa viac používa prvá z nich.
Rázová vlna (alebo rázová vlna) môže byť prakticky kolmá na smer letu, v takom prípade nadobúdajú v priestore približne tvar kruhu a nazývajú sa priamky. To sa zvyčajne deje v režimoch blízkych M=1.
Režimy pohybu tela. ! - podzvuková, 2 - M=1, nadzvuková, 4 - rázová vlna (rázová vlna).
Pri číslach M > 1 sú už umiestnené pod uhlom k smeru letu. To znamená, že lietadlo už prekonáva svoj vlastný zvuk. V tomto prípade sa nazývajú šikmé a v priestore nadobúdajú tvar kužeľa, ktorý sa mimochodom nazýva Machov kužeľ, pomenovaný po vedcovi, ktorý študoval nadzvukové prúdenie (spomenul ho v jednom z nich).
Machov kužeľ.
Tvar tohto kužeľa (jeho takpovediac „štíhlosť“) závisí práve od čísla M a súvisí s ním vzťahom: M = 1/sin α, kde α je uhol medzi osou kužeľa a jeho generatrix. A kužeľová plocha sa dotýka čela všetkých zvukových vĺn, ktorých zdrojom bolo lietadlo a ktoré „predbehlo“ dosahujúc nadzvukovú rýchlosť.
Okrem toho rázové vlny môže byť tiež pripojený, keď susedia s povrchom telesa pohybujúceho sa nadzvukovou rýchlosťou, alebo sa vzďaľujú, ak nie sú v kontakte s telesom.
Typy rázových vĺn pri nadzvukovom prúdení okolo telies rôznych tvarov.
Výboje sa zvyčajne prichytia, ak nadzvukový tok obteká akékoľvek špicaté povrchy. Napríklad v lietadle to môže byť špicatý nos, vysokotlakový prívod vzduchu alebo ostrá hrana prívodu vzduchu. Zároveň hovoria „skok sedí“, napríklad na nos.
A oddelený šok môže nastať pri obtekaní zaoblených plôch, napríklad nábežnej zaoblenej hrany hrubého profilu krídla.
Rôzne komponenty tela lietadla vytvárajú počas letu pomerne zložitý systém rázových vĺn. Najintenzívnejšie z nich sú však dve. Jedna je hlavová na prove a druhá je chvostová na chvostových prvkoch. V určitej vzdialenosti od lietadla medziľahlé rázy buď dobehnú hlavový a splynú s ním, alebo ich dobieha chvostový.
Otrasy na modeli lietadla počas čistenia vo veternom tuneli (M=2).
V dôsledku toho zostávajú dva skoky, ktoré vo všeobecnosti pozemský pozorovateľ vníma ako jeden z dôvodu malých rozmerov lietadla v porovnaní s výškou letu, a teda aj krátkeho časového úseku medzi nimi.
Intenzita (inými slovami energia) rázovej vlny (rázovej vlny) závisí od rôznych parametrov (rýchlosť lietadla, jeho konštrukčné vlastnosti, podmienky prostredia atď.) a je určená poklesom tlaku na jeho prednej strane.
Keď sa ako zdroj rušenia vzďaľuje od vrcholu Machovho kužeľa, teda od lietadla, rázová vlna slabne, postupne sa mení na obyčajnú zvukovú vlnu a nakoniec úplne zmizne.
A na aký stupeň intenzity bude mať rázová vlna(alebo rázová vlna) dosiahnutia zeme závisí od účinku, ktorý tam môže vyvolať. Nie je žiadnym tajomstvom, že známy Concorde letel nadzvukovou rýchlosťou iba nad Atlantikom a vojenské nadzvukové lietadlá lietajú nadzvukovo vo veľkých výškach alebo v oblastiach, kde nie sú obývané oblasti (aspoň sa zdá, že to robia :-) ).
Tieto obmedzenia sú veľmi opodstatnené. Pre mňa je napríklad samotná definícia rázovej vlny spojená s výbuchom. A veci, ktoré dokáže dostatočne intenzívna rázová vlna, tomu môžu dobre zodpovedať. Sklá z okien môžu aspoň ľahko vyletieť. Dôkazov o tom je dosť (najmä v histórii sovietskeho letectva, keď bolo dosť početné a lety boli intenzívne). Môžete však robiť aj horšie veci. Len treba letieť nižšie :-)…
Z väčšej časti však to, čo zostane z nárazových vĺn, keď sa dostanú na zem, už nie je nebezpečné. Len vonkajší pozorovateľ na zemi môže počuť zvuk podobný hukotu alebo výbuchu. Práve s týmto faktom sa spája jeden bežný a dosť pretrvávajúci omyl.
Ľudia, ktorí nie sú príliš skúsení v leteckej vede, keď počujú taký zvuk, hovoria, že lietadlo prekonalo zvuková bariéra (nadzvuková bariéra). V skutočnosti to nie je pravda. Toto tvrdenie nemá nič spoločné s realitou minimálne z dvoch dôvodov.
Rázová vlna (rázová vlna).
Po prvé, ak človek na zemi počuje hlasný hukot vysoko na oblohe, potom to znamená (opakujem :-)) iba to, že jeho uši dosiahli čelo rázovej vlny(alebo rázová vlna) z niekde letiaceho lietadla. Toto lietadlo už letí nadzvukovou rýchlosťou a nie práve naň prešlo.
A ak by sa tá istá osoba mohla náhle ocitnúť niekoľko kilometrov pred lietadlom, potom by znova počula rovnaký zvuk z toho istého lietadla, pretože by bola vystavená rovnakej rázovej vlne, ktorá by sa pohybovala s lietadlom.
Pohybuje sa nadzvukovou rýchlosťou, a preto sa približuje ticho. A po tom, čo zapôsobí nie vždy príjemne na ušné bubienky (dobre, keď len na ne :-)) a bezpečne prejde, je počuť hukot bežiacich motorov.
Približný letový diagram lietadla pri rôznych hodnotách Machovho čísla na príklade stíhačky Saab 35 "Draken". Jazykom je, žiaľ, nemčina, ale schéma je vo všeobecnosti jasná.
Samotný prechod na nadzvukový zvuk navyše nie je sprevádzaný žiadnymi jednorazovými „bummi“, praskaním, výbuchmi atď. Na modernom nadzvukovom lietadle sa pilot o takomto prechode najčastejšie dozvie len z údajov prístrojov. V tomto prípade však k určitému procesu dochádza, no pri dodržaní určitých pravidiel pilotáže je pre neho prakticky neviditeľný.
Ale to nie je všetko :-). poviem viac. v podobe nejakej hmatateľnej, ťažkej, ťažko prekonateľnej prekážky, o ktorú sa lietadlo opiera a ktorú treba “prepichnúť” (počul som také súdy :-)) neexistuje.
Presne povedané, neexistuje žiadna prekážka. Kedysi, na úsvite rozvoja vysokých rýchlostí v letectve, sa tento koncept formoval skôr ako psychologické presvedčenie o náročnosti prechodu na nadzvukovú rýchlosť a lietania pri nej. Objavili sa dokonca tvrdenia, že to je vo všeobecnosti nemožné, najmä preto, že predpoklady pre takéto presvedčenia a vyhlásenia boli dosť špecifické.
Najprv však...
V aerodynamike existuje ďalší pojem, ktorý celkom presne popisuje proces interakcie s prúdením vzduchu telesa pohybujúceho sa v tomto prúde a tendenciu prejsť do nadzvuku. Toto vlnová kríza. Je to on, kto robí nejaké zlé veci, ktoré sa tradične spájajú s týmto konceptom zvuková bariéra.
Tak niečo o kríze :-). Každé lietadlo sa skladá z častí, ktorých prúdenie vzduchu počas letu nemusí byť rovnaké. Vezmime si napríklad krídlo, alebo skôr obyčajnú klasiku podzvukový profil.
Zo základných poznatkov o tom, ako vzniká vztlak, dobre vieme, že rýchlosť prúdenia v priľahlej vrstve hornej zakrivenej plochy profilu je rôzna. Ak je profil konvexnejší, je väčší ako celková rýchlosť prúdenia, potom, keď je profil sploštený, klesá.
Keď sa krídlo pohybuje v prúdení rýchlosťou blízkou rýchlosti zvuku, môže nastať moment, keď sa v takejto vypuklé oblasti stane napríklad rýchlosť vzduchovej vrstvy, ktorá je už väčšia ako celková rýchlosť prúdenia. zvukové a dokonca nadzvukové.
Lokálna rázová vlna, ktorá sa vyskytuje pri transonics počas vlnovej krízy.
Ďalej v profile táto rýchlosť klesá a v určitom bode sa opäť stáva podzvukovou. Ale, ako sme povedali vyššie, nadzvukový tok nemôže rýchlo spomaliť, takže vznik rázová vlna.
Takéto rázy sa objavujú v rôznych oblastiach prúdnicových povrchov a spočiatku sú dosť slabé, ale ich počet môže byť veľký a so zvýšením celkovej rýchlosti prúdenia sa nadzvukové zóny zväčšujú, rázy „zosilňujú“ a posúvajú sa smerom k zadná hrana profilu. Neskôr sa na spodnej ploche profilu objavia rovnaké rázové vlny.
Plné nadzvukové prúdenie okolo profilu krídla.
Čo to všetko znamená? Tu je čo. najprv– to je významné zvýšenie aerodynamického odporu v rozsahu transsonických rýchlostí (asi M=1, viac alebo menej). Tento odpor rastie v dôsledku prudkého nárastu jednej z jeho zložiek - vlnový odpor. To isté, čo sme predtým nebrali do úvahy pri zvažovaní letov podzvukovou rýchlosťou.
Na vytvorenie početných rázových vĺn (alebo rázových vĺn) počas spomaľovania nadzvukového toku, ako som povedal vyššie, sa plytvá energiou a berie sa z kinetickej energie pohybu lietadla. To znamená, že lietadlo jednoducho spomalí (a veľmi citeľne!). Tak to je vlnový odpor.
Navyše rázové vlny v dôsledku prudkého spomalenia prúdenia v nich prispievajú k oddeleniu hraničnej vrstvy za sebou a jej transformácii z laminárnej na turbulentnú. To ďalej zvyšuje aerodynamický odpor.
Nafúknutie profilu pri rôznych Machových číslach, miestne nadzvukové zóny, turbulentné zóny.
Po druhé. V dôsledku objavenia sa lokálnych nadzvukových zón na profile krídla a ich ďalšieho posunu do chvostovej časti profilu so zvyšujúcou sa rýchlosťou prúdenia a tým aj zmenou vzoru rozloženia tlaku na profil, je miesto pôsobenia aerodynamických síl (stred tlaku) sa tiež posunie k odtokovej hrane. V dôsledku toho sa objaví moment ponoru vzhľadom na ťažisko lietadla, čo spôsobí, že sklopí nos.
Čo z toho všetkého vyplýva... Vzhľadom na dosť prudký nárast aerodynamického odporu si lietadlo vyžaduje citeľný výkonová rezerva motora prekonať transsonickú zónu a dosiahnuť takpovediac skutočný nadzvukový zvuk.
Prudký nárast aerodynamického odporu pri transonics (vlnová kríza) v dôsledku zvýšenia odporu vĺn. Сd - koeficient odporu.
Ďalej. V dôsledku výskytu potápačského momentu vznikajú ťažkosti pri kontrole sklonu. Navyše v dôsledku poruchy a nerovnomernosti procesov spojených so vznikom lokálnych nadzvukových zón s rázovými vlnami, kontrola sa stáva ťažšou. Napríklad v kotúči, kvôli rôznym procesom v ľavej a pravej rovine.
Okrem toho sa vyskytujú vibrácie, často dosť silné v dôsledku miestnych turbulencií.
Všeobecne platí, že kompletný súbor potešení, ktorý je tzv vlnová kríza. Ale pravdou je, že všetky sa odohrávajú (mali, betón :-)) pri použití typických podzvukových lietadiel (s hrubým rovným profilom krídla) za účelom dosiahnutia nadzvukových rýchlostí.
Spočiatku, keď ešte nebolo dostatok vedomostí a procesy dosiahnutia nadzvuku neboli komplexne študované, bola práve táto množina považovaná za takmer smrteľne neprekonateľnú a bola tzv. zvuková bariéra(alebo nadzvuková bariéra, Ak chceš:-)).
Pri pokuse o prekonanie rýchlosti zvuku na konvenčných piestových lietadlách došlo k mnohým tragickým incidentom. Silné vibrácie niekedy viedli k poškodeniu konštrukcie. Lietadlá nemali dostatok výkonu na požadované zrýchlenie. V horizontálnom lete to bolo nemožné kvôli efektu, ktorý má rovnakú povahu ako vlnová kríza.
Preto sa na zrýchlenie použil ponor. Ale pokojne sa to mohlo stať osudným. Moment potápania, ktorý sa objavil počas vlnovej krízy, spôsobil, že ponor sa predĺžil a niekedy z neho nebolo východiska. Koniec koncov, na obnovenie kontroly a odstránenie vlnovej krízy bolo potrebné znížiť rýchlosť. Ale urobiť to pri ponore je mimoriadne ťažké (ak nie nemožné).
Stiahnutie do strmého letu z horizontálneho letu sa považuje za jednu z hlavných príčin katastrofy v ZSSR 27. mája 1943 slávnej experimentálnej stíhačky BI-1 s kvapalným raketovým motorom. Skúšky boli vykonané na maximálnu rýchlosť letu a podľa odhadov konštruktérov bola dosiahnutá rýchlosť viac ako 800 km/h. Po ktorom došlo k oneskoreniu ponoru, z ktorého sa lietadlo už nespamätalo.
Experimentálna stíhačka BI-1.
V našej dobe vlnová kríza je už celkom dobre naštudovaný a prekonaný zvuková bariéra(ak je to potrebné :-)) nie je ťažké. Na lietadlách, ktoré sú navrhnuté tak, aby lietali pomerne vysokou rýchlosťou, sa uplatňujú určité konštrukčné riešenia a obmedzenia na uľahčenie ich letovej prevádzky.
Ako je známe, vlnová kríza začína pri M číslach blízko jednej. Preto takmer všetky podzvukové prúdové dopravné lietadlá (najmä tie osobné) majú let obmedzenie počtu M. Zvyčajne je to v oblasti 0,8-0,9M. Pilot dostane pokyn, aby to sledoval. Navyše, na mnohých lietadlách, keď je dosiahnutá limitná hladina, po ktorej musí byť rýchlosť letu znížená.
Takmer všetky lietadlá letiace rýchlosťou aspoň 800 km/h a vyššou majú pozametané krídlo(aspoň po nábežnej hrane :-)). Umožňuje oddialiť začiatok ofenzívy vlnová kríza až po otáčky zodpovedajúce M=0,85-0,95.
Zametené krídlo. Základná akcia.
Dôvod tohto efektu možno vysvetliť celkom jednoducho. Na priamom krídle sa prúdenie vzduchu rýchlosťou V približuje takmer v pravom uhle a na šikmom krídle (uhol sklonu χ) pod určitým uhlom kĺzania β. Rýchlosť V možno vektorovo rozložiť na dva toky: Vτ a Vn.
Prietok Vτ neovplyvňuje rozloženie tlaku na krídle, ale prietok Vn, ktorý presne určuje nosné vlastnosti krídla. A je evidentne menšia čo do veľkosti celkového prietoku V. Preto na premetovom krídle nástup vlnovej krízy a nárast vlnový odpor dochádza podstatne neskôr ako na priamom krídle pri rovnakej rýchlosti voľného prúdu.
Experimentálna stíhačka E-2A (predchodca MIG-21). Typické zametané krídlo.
Jednou z úprav zameteného krídla bolo krídlo s nadkritický profil(spomenul ho). Umožňuje tiež posunúť nástup vlnovej krízy do vyšších rýchlostí a navyše umožňuje zvýšiť efektivitu, ktorá je dôležitá pre osobné lietadlá.
SuperJet 100. Šikmé krídlo s nadkritickým profilom.
Ak je lietadlo určené na prelet zvuková bariéra(prechádzanie a vlnová kríza tiež :-)) a nadzvukový let, ten sa väčšinou vždy líši v určitých konštrukčných vlastnostiach. Najmä zvyčajne má tenký profil krídla a ostrohu s ostrými hranami(vrátane kosoštvorcového alebo trojuholníkového tvaru) a určitý tvar krídla v pôdoryse (napríklad trojuholníkové alebo lichobežníkové s prepadom atď.).
Nadzvukový MIG-21. Následník E-2A. Typické delta krídlo.
MIG-25. Príklad typického lietadla určeného na nadzvukový let. Tenké profily krídla a chvosta, ostré hrany. Lichobežníkové krídlo. profilu
Absolvovanie povestného zvuková bariéra, teda takéto lietadlá prechádzajú na nadzvukovú rýchlosť pri prevádzka motora s prídavným spaľovaním z dôvodu zvýšenia aerodynamického odporu, a samozrejme, aby rýchlo prešiel zónou vlnová kríza. A práve moment tohto prechodu najčastejšie nijako nepocíti (opakujem :-)) ani pilot (môže pocítiť len pokles hladiny akustického tlaku v kabíne), ani vonkajší pozorovateľ, ak , samozrejme, mohol to odpozorovať :-).
Tu však stojí za zmienku ešte jedna mylná predstava spojená s vonkajšími pozorovateľmi. Určite mnohí videli fotografie tohto druhu, ktorých titulky hovoria, že toto je moment, keď lietadlo prekonáva zvuková bariéra, takpovediac vizuálne.
Prandtl-Gloertov efekt. Nezahŕňa prelomenie zvukovej bariéry.
Po prvé, už vieme, že zvuková bariéra ako taká neexistuje a samotný prechod na nadzvuk nesprevádza nič mimoriadne (vrátane tresku či výbuchu).
Po druhé. To čo sme videli na fotke je tzv Prandtl-Gloertov efekt. Už som o ňom písal. V žiadnom prípade to priamo nesúvisí s prechodom na nadzvuk. Ide len o to, že pri vysokých rýchlostiach (mimochodom podzvukových :-)) lietadlo, pohybujúce určitú masu vzduchu pred sebou, vytvára určité množstvo vzduchu za sebou. oblasť zriedkavosti. Ihneď po lete sa táto oblasť začne napĺňať vzduchom z blízkeho prírodného priestoru. zvýšenie objemu a prudký pokles teploty.
Ak vlhkosť vzduchu dostatočné a teplota klesne pod rosný bod okolitého vzduchu, potom kondenzácii vlhkosti z vodnej pary vo forme hmly, ktorú vidíme. Akonáhle sa podmienky obnovia na pôvodnú úroveň, táto hmla okamžite zmizne. Celý tento proces je dosť krátkodobý.
Tento proces pri vysokých transsonických rýchlostiach môže byť uľahčený lokálnymi rázové vlny Ja občas pomáham vytvárať niečo ako jemný kužeľ okolo lietadla.
Vysoké rýchlosti podporujú tento jav, avšak ak je vlhkosť vzduchu dostatočná, môže (a dochádza) k nemu pri pomerne nízkych rýchlostiach. Napríklad nad hladinou nádrží. Mimochodom, najviac krásnych fotiek tejto prírody vzniklo z paluby lietadlovej lode, teda v dosť vlhkom vzduchu.
Takto to funguje. Stopáž je samozrejme v pohode, podívaná je veľkolepá :-), ale takto sa to vôbec najčastejšie nazýva. nemá s tým vôbec nič spoločné (a nadzvuková bariéra To isté :-)). A to je, myslím si, dobre, inak by pozorovatelia, ktorí fotia a natáčajú tento druh videa, nemuseli byť spokojní. Rázová vlna, vieš:-)…
Na záver je tu jedno video (už som ho použil), ktorého autori ukazujú efekt rázovej vlny z lietadla letiaceho v malej výške nadzvukovou rýchlosťou. Isté preháňanie tam samozrejme je :-), ale všeobecný princíp je jasný. A opäť pôsobivé :-)...
To je na dnes všetko. Ďakujem, že ste si článok prečítali až do konca :-). Dobudúcna...
Fotky sú klikateľné.
(niekedy aj viac ako jeden, v závislosti od tvaru tela). Fotografia vľavo ukazuje rázové vlny vytvorené na špičke trupu modelu, na nábežnej a odtokovej hrane krídla a na zadnom konci modelu.
Na čele rázovej vlny (niekedy nazývanej aj rázová vlna), ktorá má veľmi malú hrúbku (zlomky milimetra), dochádza takmer náhle ku kardinálnym zmenám vlastností prúdenia – jeho rýchlosť voči telu klesá a stáva sa podzvukovou, tlak v prúde a teplota plynu sa prudko zvýšia. Časť kinetickej energie prúdu sa premieňa na vnútornú energiu plynu. Všetky tieto zmeny sú tým väčšie, čím vyššia je rýchlosť nadzvukového prúdenia. Pri hypersonických rýchlostiach (Machovo číslo = 5 a vyššie) dosahuje teplota plynu niekoľko tisíc Kelvinov, čo spôsobuje vážne problémy vozidlám pohybujúcim sa takouto rýchlosťou (napríklad raketoplán Columbia skolaboval 1. februára 2003 v dôsledku poškodenia tepelnej ochrany škrupina, ktorá sa vyskytla počas letu).
Čelo rázovej vlny, keď sa vzďaľuje od aparatúry, postupne nadobúda takmer pravidelný kužeľovitý tvar, s rastúcou vzdialenosťou od vrcholu kužeľa pokles tlaku na nej klesá a rázová vlna sa mení na zvukovú vlnu. Uhol medzi osou a tvoriacou čiarou kužeľa α (\displaystyle \alpha ) súvisí s Machovým číslom vzťahom
sin α = 1 M . (\displaystyle \sin \alpha =(\frac (1)(M)).)Keď sa táto vlna dostane k pozorovateľovi nachádzajúcemu sa napríklad na Zemi, počuje hlasný zvuk, podobný výbuchu. Bežnou mylnou predstavou je, že ide o dôsledok toho, že lietadlo dosiahne rýchlosť zvuku alebo „prelomí zvukovú bariéru“. V skutočnosti v tomto momente prechádza okolo pozorovateľa rázová vlna, ktorá neustále sprevádza lietadlo pohybujúce sa nadzvukovou rýchlosťou. Zvyčajne ihneď po „puknutí“ môže pozorovateľ počuť bzučanie motorov lietadla, ktoré nie je počuť, kým neprejde rázová vlna, pretože lietadlo sa pohybuje rýchlejšie ako zvuky, ktoré vydáva. K veľmi podobnému pozorovaniu dochádza pri podzvukovom lete – lietadlo letiace nad pozorovateľom vo veľkej výške (viac ako 1 km) nie je počuť, respektíve ho počujeme s oneskorením: smer k zdroju zvuku sa nezhoduje so smerom do viditeľného lietadla pre pozorovateľa zo zeme.
Podobný jav možno pozorovať aj pri delostreleckej paľbe: pozorovateľ niekoľko kilometrov pred zbraňou môže najskôr vidieť záblesk výstrelu a po chvíli počuť „hrom“ letiaceho granátu (a niekoľko sekúnd potom hluk, ktorý vytvára).
Vlnová kríza
Vlnová kríza je zmena charakteru prúdenia vzduchu okolo lietadla, keď sa rýchlosť letu približuje k rýchlosti zvuku, sprevádzaná spravidla zhoršením aerodynamických charakteristík lietadla - zvýšením odporu vzduchu, znížením zdvih, výskyt vibrácií atď.
Už počas druhej svetovej vojny sa rýchlosť stíhačiek začala približovať rýchlosti zvuku. Zároveň začali piloti občas pozorovať, v tej dobe nepochopiteľné a hrozivé javy vyskytujúce sa na ich strojoch pri lietaní maximálnymi rýchlosťami. Zachovala sa emotívna správa od pilota amerického letectva jeho veliteľovi generálovi Arnoldovi:
Pane, naše lietadlá sú už veľmi prísne. Ak sa objavia autá s ešte vyššími rýchlosťami, nebudeme s nimi môcť lietať. Minulý týždeň som zložil Me-109 v mojom Mustangu. Moje lietadlo sa triaslo ako pneumatické kladivo a prestalo poslúchať kormidlá. Nemohol som ho dostať z ponoru. Len tristo metrov od zeme som mal problém vyrovnať auto...
Po vojne, keď sa mnoho leteckých konštruktérov a testovacích pilotov vytrvalo pokúšalo dosiahnuť psychologicky významnú hranicu - rýchlosť zvuku, sa tieto podivné javy stali normou a mnohé z týchto pokusov skončili tragicky. Vznikol tak mystický výraz „zvuková bariéra“ (franc. mur du son, nem. Schallmauer – zvuková stena). Pesimisti tvrdili, že túto hranicu nemožno prekročiť, hoci nadšenci, ktorí riskujú svoje životy, sa o to opakovane pokúšali. Rozvoj vedeckých myšlienok o pohybe nadzvukového plynu umožnil nielen vysvetliť povahu „zvukovej bariéry“, ale aj nájsť prostriedky na jej prekonanie.
Pri podzvukovom prúdení okolo trupu, krídla a chvosta lietadla sa na konvexných úsekoch ich obrysov objavujú zóny lokálneho zrýchlenia prúdenia. Keď sa rýchlosť letu lietadla blíži k rýchlosti zvuku, lokálna rýchlosť pohybu vzduchu v zónach zrýchlenia prúdenia môže mierne prekročiť rýchlosť zvuku (obr. 1a). Po prekročení akceleračnej zóny sa prúdenie spomaľuje s nevyhnutným vytvorením rázovej vlny (toto je vlastnosť nadzvukových tokov: prechod z nadzvukovej na podzvukovú rýchlosť vždy prebieha diskontinuálne - s tvorbou rázovej vlny). Intenzita týchto rázových vĺn je malá - pokles tlaku na ich čele je malý, ale objavujú sa vo veľkom počte naraz, na rôznych miestach povrchu vozidla a spoločne prudko menia charakter prúdenia okolo neho, so zhoršením jeho letových vlastností: klesá vztlak krídla, vzduchové kormidlá a krídelká strácajú účinnosť, vozidlo sa stáva neovládateľným a to všetko je extrémne nestabilné a dochádza k silným vibráciám. Tento jav sa nazýva vlnová kríza. Keď sa rýchlosť vozidla stane nadzvukovou ( > 1), prúdenie sa opäť ustáli, aj keď sa jeho charakter zásadne zmení (obr. 1b).
V prípade krídel s relatívne hrubým profilom sa v podmienkach vlnovej krízy stred tlaku prudko posúva dozadu, v dôsledku čoho sa nos lietadla stáva „ťažším“. Piloti piestových stíhačiek s takýmto krídlom, ktorí sa pokúšali dosiahnuť maximálnu rýchlosť pri ponore z vysokej nadmorskej výšky pri maximálnom výkone, keď sa priblížili k „zvukovej bariére“, sa stali obeťami vlnovej krízy - keď už v nej nebolo možné dostať sa von. ponoru bez zníženia rýchlosti, čo je zase pri ponore veľmi ťažké. Najznámejším prípadom vytiahnutia do strmhlavého letu z horizontálneho letu v histórii domáceho letectva je katastrofa Bachchivandzhi pri testovaní rakety BI-1 pri maximálnej rýchlosti. Najlepšie stíhačky 2. svetovej vojny s rovnými krídlami ako P-51 Mustang alebo Me-109 zažili vlnovú krízu vo veľkej výške pri rýchlostiach 700-750 km/h. Zároveň prúdové lietadlá Messerschmitt Me.262 a Me.163 z rovnakého obdobia disponovali šikmými krídlami, vďaka ktorým bez problémov dosahovali rýchlosť cez 800 km/h. Treba tiež poznamenať, že lietadlo s tradičnou vrtuľou v horizontálnom lete nemôže dosiahnuť rýchlosť blízku rýchlosti zvuku, pretože listy vrtule vstupujú do vlnovej krízovej zóny a strácajú účinnosť oveľa skôr ako lietadlo. Tento problém vedia vyriešiť nadzvukové vrtule so šabľovitými listami, no momentálne sú takéto vrtule príliš technicky zložité a veľmi hlučné, preto sa v praxi nepoužívajú.
Moderné podzvukové lietadlá s cestovnou rýchlosťou letu dosť blízkou rýchlosti zvuku (nad 800 km/h) sú zvyčajne konštruované so šikmými krídlami a tenkými profilovými chvostovými plochami, čo umožňuje posúvať rýchlosť, pri ktorej začína vlnová kríza, smerom k vyšším hodnotám. Nadzvukové lietadlá, ktoré pri naberaní nadzvukovej rýchlosti musia prejsť úsekom vlnovej krízy, majú konštrukčné odlišnosti od podzvukových, spojené jednak s charakteristikami nadzvukového prúdenia vzduchu, jednak s potrebou odolávať zaťaženiam vznikajúcim v podmienkach nadzvukového letu resp. vlnová kríza, najmä - trojuholníkový v pôdoryse krídla s kosoštvorcovým alebo trojuholníkovým profilom.
