Dom Porezni zakon Ruske Federacije Zvučni zid je pojava koja nastaje tijekom leta zrakoplova ili rakete u trenutku prijelaza iz podzvučne u nadzvučnu brzinu leta u atmosferi. Kako se brzina zrakoplova približava brzini zvuka (1200 km/h), ispred njega se u zraku pojavljuje tanko područje u kojem dolazi do naglog porasta tlaka i gustoće zraka. Ovo zbijanje zraka ispred letjelice naziva se udarni val. Na tlu se prolazak udarnog vala percipira kao prasak, sličan zvuku pucnja. Nakon što je premašio brzinu zvuka, avion prolazi kroz ovo područje povećane gustoće zraka, kao da ga probija - probijajući zvučni zid. Dugo se vremena probijanje zvučnog zida činilo ozbiljnim problemom u razvoju zrakoplovstva. Da bi se to riješilo, bilo je potrebno promijeniti profil i oblik krila zrakoplova (postalo je tanje i zakrivljeno), prednji dio trupa učiniti šiljatijim i opremiti zrakoplov mlaznim motorima. Brzinu zvuka prvi je premašio 1947. C. Yeager na zrakoplovu Bell X-1 (SAD) s tekućinom raketni motor, lansiran iz Boeinga B-29. U Rusiji je prvi probio zvučni zid 1948. godine pilot O.V
eksperimentalne letjelice
La-176 s turbomlaznim motorom.
Brzina širenja (u odnosu na medij) malih poremećaja tlaka. U savršenom plinu (npr. u zraku pri umjerenim temperaturama i tlaku) S. z. ne ovisi o prirodi malog poremećaja koji se širi i isti je i za monokromatske oscilacije različitih frekvencija () i za slabe udarne valove. U savršenom plinu u razmatranoj točki prostora S. z. a ovisi samo o sastavu plina i njegovoj apsolutnoj temperaturi T:
a = (dp/d(())1/2 = ((()p/(())1/2 = ((()RT/(())1/2,
gdje je dp/d(() - derivacija tlaka u odnosu na gustoću za izentropski proces, (-) - adijabatski eksponent, R - univerzalna plinska konstanta, (-) - molekularna težina (u zraku a 20,1T1/2 m/s pri 0 (°)C a = 332 m/s).
U plinu s fizikalno-kemijskim pretvorbama, npr. u disocirajućem plinu, S. z. ovisit će o tome kako se - ravnotežno ili neravnotežno - ti procesi odvijaju u valu poremećaja. Kod termodinamičke ravnoteže S. z. ovisi samo o sastavu plina, njegovoj temperaturi i tlaku. Kada se fizikalno-kemijski procesi odvijaju na neravnotežan način, dolazi do disperzije zvuka, odnosno disperzije zvuka. ne ovisi samo o stanju medija, već io frekvenciji oscilacija (). Iz zamrznutog Sunčevog sustava šire se visokofrekventne oscilacije ((tm), ()) - vrijeme relaksacije. aj, niskofrekventni ((,) 0) - s ravnotežnim S. z. ae i aj > ae. Razlika između aj i ai obično je mala (u zraku pri T = 6000(°)C i p = 105 Pa iznosi oko 15%). U tekućinama S. z. znatno veći nego u plinu (u vodi 1500 m/s)
Jeste li čuli glasan zvuk poput eksplozije kada mlazni avion leti iznad vas? Ovaj zvuk se javlja kada avion probije zvučni zid. Što je zvučni zid i zašto avion proizvodi takav zvuk?
Kao što znate, zvuk putuje određenom brzinom. Brzina ovisi o nadmorskoj visini. Na razini mora brzina zvuka je otprilike 1220 kilometara na sat, a na visini od 11.000 metara - 1060 kilometara na sat. Kad zrakoplov leti brzinom bliskom brzini zvuka, izložen je određenim naprezanjima. Kada leti normalnom (podzvučnom) brzinom, prednji dio aviona gura val pritiska ispred sebe. Ovaj val putuje brzinom zvuka.
Tlačni val je uzrokovan nakupljanjem čestica zraka dok se zrakoplov kreće prema naprijed. Val se kreće brže od aviona kada avion leti podzvučnom brzinom. Kao rezultat toga, ispada da zrak neometano prolazi preko površina krila zrakoplova.
Pogledajmo sada avion koji leti brzinom zvuka. Nema vala pritiska ispred ravnine. Ono što se umjesto toga događa je da se val pritiska formira ispred krila (budući da se zrakoplov i val pritiska kreću istom brzinom).
Sada se formira udarni val, koji uzrokuje velika opterećenja u krilu zrakoplova. Izraz "zvučna barijera" potječe iz vremena prije nego što su zrakoplovi mogli letjeti brzinom zvuka - i smatralo se da opisuje stresove koje bi zrakoplov doživio pri tim brzinama. To se smatralo "preprekom".
Ali brzina zvuka nije nikakva prepreka! Inženjeri i dizajneri zrakoplova prevladali su problem novih opterećenja. I sve što nam je ostalo od starih pogleda je da je udar uzrokovan udarnim valom kada avion leti nadzvučnom brzinom.
Izraz "zvučna barijera" pogrešno opisuje uvjete koji se javljaju kada zrakoplov putuje određenom brzinom. Moglo bi se pomisliti da kada avion dostigne brzinu zvuka, pojavi se nešto poput “barijere” - ali ništa od toga se ne događa!
Da biste razumjeli sve ovo, razmislite o avionu koji leti malom, normalnom brzinom. Kako se zrakoplov kreće prema naprijed, ispred zrakoplova se stvara val kompresije. Formira ga letjelica koja se kreće naprijed, koja komprimira čestice zraka.
Ovaj se val kreće ispred zrakoplova brzinom zvuka. I njegova brzina je veća od brzine aviona, koji, kao što smo već rekli, leti malom brzinom. Krećući se ispred aviona, ovaj val tjera zračne struje da teku oko ravnine aviona.
Sada zamislite da avion leti brzinom zvuka. Ispred ravnine se ne stvaraju kompresijski valovi, budući da i ravnina i valovi imaju istu brzinu. Zbog toga se val formira ispred krila.
Kao rezultat toga, pojavljuje se udarni val, koji stvara velika opterećenja na krilima zrakoplova. Prije nego što su zrakoplovi dosegnuli i prešli zvučni zid, vjerovalo se da će takvi udarni valovi i g-sile stvoriti nešto poput barijere za avion - "zvučni zid". Međutim, nije bilo zvučne barijere jer su aeronautički inženjeri za to razvili poseban dizajn letjelice.
Inače, snažan “udarac” koji čujemo kada avion prođe “zvučni zid” je udarni val o kojem smo već govorili - kada su brzina aviona i val kompresije jednake.
Što zamišljamo kada čujemo izraz "zvučna barijera"? Određena granica može ozbiljno utjecati na sluh i dobrobit. Obično se zvučni zid povezuje s osvajanjem zračnog prostora i
Prevladavanje ove prepreke može izazvati razvoj starih bolesti, bolnih sindroma i alergijskih reakcija. Jesu li te ideje točne ili predstavljaju ustaljene stereotipe? Imaju li ikakve osnove? činjenična osnova? Što je zvučni zid? Kako i zašto nastaje? Sve ovo i neke dodatne nijanse, kao i povijesne činjenice Pokušat ćemo saznati što je povezano s ovim pojmom u ovom članku.
Ova misteriozna znanost je aerodinamika
U znanosti o aerodinamici, dizajniran da objasni fenomene koji prate kretanje
zrakoplov, postoji koncept "zvučne barijere". To je niz pojava koje se javljaju tijekom kretanja nadzvučnih letjelica ili raketa koje se kreću brzinama bliskim brzini zvuka ili većim.
Što je udarni val?
Kako nadzvučni tok teče oko vozila, u zračnom tunelu se pojavljuje udarni val. Njegovi tragovi mogu biti vidljivi čak i golim okom. Na tlu su izraženi žutom linijom. Izvan stošca udarnog vala, ispred žute linije, ne možete ni čuti avion na zemlji. Pri brzinama većim od zvuka, tijela su podvrgnuta protoku zvuka, koji za sobom povlači udarni val. Može ih biti više od jednog, ovisno o obliku tijela.
Transformacija udarnog vala
Fronta udarnog vala, koja se ponekad naziva i udarni val, ima prilično malu debljinu, što ipak omogućuje praćenje naglih promjena svojstava protoka, smanjenje njegove brzine u odnosu na tijelo i odgovarajuće povećanje tlak i temperatura plina u protoku. U tom se slučaju kinetička energija djelomično pretvara u unutarnju energiju plina. Broj tih promjena izravno ovisi o brzini nadzvučnog strujanja. Kako se udarni val udaljava od aparata, pad tlaka se smanjuje i udarni val se pretvara u zvučni val. Može doći do vanjskog promatrača, koji će čuti karakterističan zvuk nalik eksploziji. Postoji mišljenje da to znači da je uređaj dostigao brzinu zvuka, kada avion iza sebe napusti zvučni zid.
Što se zapravo događa?
Takozvani trenutak probijanja zvučnog zida u praksi predstavlja prolazak udarnog vala uz sve jače brujanje motora zrakoplova. Sada je uređaj ispred popratnog zvuka pa će se nakon njega čuti zujanje motora. Približavanje brzini zvuka postalo je moguće tijekom Drugog svjetskog rata, ali su u isto vrijeme piloti primijetili alarmantne signale u radu zrakoplova.
Nakon završetka rata mnogi konstruktori zrakoplova i piloti nastojali su dosegnuti brzinu zvuka i probiti zvučni zid, no mnogi su od tih pokušaja završili tragično. Pesimistični znanstvenici tvrdili su da se ta granica ne može prijeći. Nipošto eksperimentalno, ali znanstveno, bilo je moguće objasniti prirodu koncepta "zvučne barijere" i pronaći načine za njeno prevladavanje.
Sigurni letovi transoničkim i nadzvučnim brzinama mogući su izbjegavanjem valne krize čija pojava ovisi o aerodinamičkim parametrima zrakoplova i visini leta. Prijelaze s jedne razine brzine na drugu treba izvesti što je brže moguće pomoću naknadnog izgaranja, što će pomoći u izbjegavanju dugog leta u zoni krize valova. Kriza valova kao pojam proizašla je iz vodnog prometa. Nastala je kada su se brodovi kretali brzinom bliskom brzini valova na površini vode. Ulazak u valnu krizu podrazumijeva poteškoće u povećanju brzine, a ako valnu krizu prebrodite što je moguće jednostavnije, tada možete ući u način ravnanja ili klizanja po vodenoj površini.
Povijest upravljanja zrakoplovom
Prvi koji je postigao nadzvučnu brzinu leta u eksperimentalnom zrakoplovu bio je američki pilot Chuck Yeager. Njegovo postignuće zabilježeno je u povijesti 14. listopada 1947. godine. Na području SSSR-a zvučni zid probili su 26. prosinca 1948. Sokolovski i Fedorov, koji su upravljali iskusnim lovcem.
Među civilima je zvučni zid probio putnički zrakoplov Douglas DC-8, koji je 21. kolovoza 1961. postigao brzinu od 1,012 Macha, odnosno 1262 km/h. Svrha leta bila je prikupljanje podataka za dizajn krila. Među letjelicama svjetski rekord postavila je hipersonična aerobalistička raketa zrak-zemlja koja je u službi ruska vojska. Na visini od 31,2 kilometra raketa je postigla brzinu od 6389 km/h.
50 godina nakon što je probio zvučni zid u zraku, Englez Andy Green postigao je slično postignuće u automobilu. Amerikanac Joe Kittinger pokušao je oboriti rekord u slobodnom padu dosegnuvši visinu od 31,5 kilometara. Felix Baumgartner je danas, 14. listopada 2012., postavio svjetski rekord, bez pomoći transporta, u slobodnom padu s visine od 39 kilometara, probivši zvučni zid. Njegova brzina dosegla je 1342,8 kilometara na sat.
Najneobičnije probijanje zvučnog zida
Čudno je pomisliti, ali prvi izum na svijetu koji je prešao ovu granicu bio je obični bič, koji su izumili stari Kinezi prije gotovo 7 tisuća godina. Gotovo sve do izuma trenutne fotografije 1927. nitko nije sumnjao da je pucketanje biča minijaturni zvučni prasak. Oštar zamah formira petlju, a brzina se naglo povećava, što potvrđuje klik. Zvučni zid se probija pri brzini od oko 1200 km/h.
Misterij najbučnijeg grada
Nije ni čudo da se stanovnici malih mjesta šokiraju kada prvi put vide glavni grad. Mnoštvo prijevoza, stotine restorana i zabavni centri zbuniti i trgnuti iz vaše uobičajene kolotečine. Početak proljeća u glavnom gradu obično se odnosi na travanj, a ne na buntovni ožujak s mećavom. U travnju je vedro nebo, potoci teku i pupoljci cvjetaju. Ljudi, umorni od duge zime, širom otvaraju prozore prema suncu, a ulične buke prodiru u njihove kuće. Ptice na ulici zaglušujuće cvrkuću, umjetnici pjevaju, a poezija se recitira. veseli studenti, a o buci u prometnim gužvama i metrou da i ne govorimo. Zaposlenici odjela za higijenu napominju da je boravak u bučnom gradu dugo vremena štetan za zdravlje. Zvučnu pozadinu glavnog grada čine promet,
buka zrakoplovstva, industrije i kućanstva. Najštetnija je buka automobila, jer avioni lete prilično visoko, a buka iz poduzeća rastvara se u njihovim zgradama. Konstantna buka automobila na posebno prometnim autocestama dvostruko premašuje sve dopuštene standarde. Kako glavni grad svladava zvučni zid? Moskva je opasna s obiljem zvukova, pa stanovnici glavnog grada postavljaju prozore s dvostrukim staklima kako bi prigušili buku.
Kako se probija zvučni zid?
Sve do 1947. nije bilo stvarnih podataka o dobrobiti osobe u kokpitu aviona koji leti brže od zvuka. Kako se pokazalo, probijanje zvučnog zida zahtijeva određenu snagu i hrabrost. Tijekom leta postaje jasno da nema jamstva za preživljavanje. Čak ni profesionalni pilot ne može sa sigurnošću reći hoće li dizajn zrakoplova izdržati napad vremenskih nepogoda. Za nekoliko minuta avion se jednostavno može raspasti. Što ovo objašnjava? Valja napomenuti da kretanje podzvučnom brzinom stvara akustične valove koji se šire poput krugova od palog kamena. Nadzvučna brzina pobuđuje udarne valove, a osoba koja stoji na tlu čuje zvuk sličan eksploziji. Bez snažnih računala bilo je teško riješiti složene probleme i morali smo se osloniti na modele puhanja u zračnim tunelima. Ponekad, kada je ubrzanje aviona nedovoljno, udarni val dostigne toliku snagu da iz kuća iznad kojih avion leti izlete prozori. Neće svatko moći prevladati zvučnu barijeru, jer se u ovom trenutku cijela konstrukcija trese, a nosači uređaja mogu dobiti značajna oštećenja. Zbog toga su dobro zdravlje i emocionalna stabilnost tako važni za pilote. Ako je let miran i zvučni zid je prevladan što je brže moguće, tada ni pilot ni eventualni putnici neće osjetiti nikakve posebno neugodne osjećaje. Istraživački zrakoplov napravljen je posebno za probijanje zvučnog zida u siječnju 1946. Stvaranje stroja pokrenuto je narudžbom Ministarstva obrane, ali umjesto oružja bio je punjen znanstvenom opremom koja je pratila način rada mehanizama i instrumenata. Ovaj je avion bio poput moderne krstareće rakete s ugrađenim raketnim motorom. Avion je probio zvučni zid pri maksimalnoj brzini od 2736 km/h.
Verbalni i materijalni spomenici osvajanja brzine zvuka
Uspjesi u probijanju zvučnog zida i danas su visoko cijenjeni. Dakle, avion u kojem ga je prvi put nadvladao Chuck Yeager sada je izložen u Nacionalnom muzeju zrakoplovstva i svemira koji se nalazi u Washingtonu. Ali tehnički parametri ovog ljudskog izuma malo bi vrijedili bez zasluga samog pilota. Chuck Yeager je prošao školu leta i borio se u Europi, nakon čega se vratio u Englesku. Nepravedno isključenje iz letenja nije slomilo Yeagerov duh, te je dobio prijem kod vrhovnog zapovjednika europskih oružanih snaga. U godinama preostalim do kraja rata, Yeager je sudjelovao u 64 borbene misije, tijekom kojih je oborio 13 zrakoplova. Chuck Yeager vratio se u domovinu s činom kapetana. Njegove karakteristike ukazuju na fenomenalnu intuiciju, nevjerojatnu pribranost i izdržljivost u kritičnim situacijama. Yeager je više puta postavljao rekorde u svom zrakoplovu. Njegova daljnja karijera bila je u jedinicama ratnog zrakoplovstva, gdje je obučavao pilote. Posljednji put kada je Chuck Yeager probio zvučni zid bile su 74 godine, što je bilo na pedesetu godišnjicu njegove povijesti leta i 1997. godine.
Složeni zadaci kreatora zrakoplova
Svjetski poznati zrakoplov MiG-15 počeo je nastajati u trenutku kada su programeri shvatili da se ne može osloniti samo na probijanje zvučnog zida, već da se moraju riješiti složeni tehnički problemi. Kao rezultat toga, stvoren je stroj toliko uspješan da su njegove izmjene ušle u službu različite zemlje. Nekoliko različitih dizajnerskih biroa ušlo je u svojevrsnu natjecateljsku borbu u kojoj je nagrada bila patent za najuspješniju i najfunkcionalniju letjelicu. Razvijene su letjelice sa zakretnim krilima, što je bila revolucija u njihovom dizajnu. Idealan uređaj morao je biti snažan, brz i nevjerojatno otporan na bilo kakva vanjska oštećenja. Zamahnuta krila aviona postala su element koji im je pomogao da utrostruče brzinu zvuka. Zatim se nastavio povećavati, što je objašnjeno povećanjem snage motora, upotrebom inovativnih materijala i optimizacijom aerodinamičkih parametara. Prevladavanje zvučnog zida postalo je moguće i stvarno čak i za neprofesionalce, ali to ga ne čini manje opasnim, stoga bi svaki ljubitelj ekstremnih sportova trebao razumno procijeniti svoje snage prije nego što se odluči na takav eksperiment.
Zvučna barijera
Zvučna barijera
pojava koja se javlja tijekom leta zrakoplova ili rakete u trenutku prijelaza iz podzvučne u nadzvučnu brzinu leta u atmosferi. Kako se brzina zrakoplova približava brzini zvuka (1200 km/h), ispred njega se u zraku pojavljuje tanko područje u kojem dolazi do naglog porasta tlaka i gustoće zraka. Ovo zbijanje zraka ispred letjelice naziva se udarni val. Na tlu se prolazak udarnog vala percipira kao prasak, sličan zvuku pucnja.
Prešavši , avion prolazi kroz ovo područje povećane gustoće zraka, kao da ga probija - probijajući zvučni zid. Dugo se vremena probijanje zvučnog zida činilo ozbiljnim problemom u razvoju zrakoplovstva. Da bi se to riješilo, bilo je potrebno promijeniti profil i oblik krila zrakoplova (postalo je tanje i zakrivljeno), prednji dio trupa učiniti šiljatijim i opremiti zrakoplov mlaznim motorima. Brzinu zvuka prvi je premašio 1947. Charles Yeager na zrakoplovu X-1 (SAD) s raketnim motorom na tekućinu lansiranim iz zrakoplova B-29. U Rusiji je O. V. Sokolovski prvi probio zvučni zid 1948. na eksperimentalnom zrakoplovu La-176 s turbomlaznim motorom.. 2006 .
Enciklopedija "Tehnologija". - M.: Rosman
Zvučna barijera
nagli porast otpora aerodinamičkog zrakoplova pri Machovim brojevima leta M(∞), malo većim od kritičnog broja M*. Razlog je što kod brojeva M(∞) > M* dolazi, praćeno pojavom valnog otpora. Koeficijent otpora vala zrakoplova raste vrlo brzo s povećanjem broja M, počevši od M(∞) = M*.
Dostupnost Z. b. otežava postizanje brzine leta jednake brzini zvuka i naknadni prijelaz na nadzvučni let. Da bi se to postiglo, pokazalo se da je potrebno stvoriti zrakoplove s tankim zamahnutim krilima, što je omogućilo značajno smanjenje otpora i mlaznih motora, u kojima se potisak povećava s povećanjem brzine.
U SSSR-u je brzina jednaka brzini zvuka prvi put postignuta na zrakoplovu La-176 1948. godine.. Zrakoplovstvo: Enciklopedija. - M.: Velika ruska enciklopedija Glavni i odgovorni urednik. 1994 .
G.P. Sviščev
Pogledajte što je "zvučna barijera" u drugim rječnicima:
Barrier - svi radni Barrier popusti u kategoriji Dom i vikendica
ZVUČNI BARIJERA, uzrok poteškoća u zrakoplovstvu pri povećanju brzine leta iznad brzine zvuka (NADZVUČNA BRZINA). Približavajući se brzini zvuka, zrakoplov doživljava neočekivano povećanje otpora i gubitak aerodinamičkog uzgona... ... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik
zvučni zid- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. zvučna barijera zvučna barijera vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. zvučni zid, m pranc. barriere sonique, f; frontière sonique, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas
zvučni zid- 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
Naglo povećanje aerodinamičkog otpora kako se brzina leta zrakoplova približava brzini zvuka (prekoračuje kritičnu vrijednost Machovog broja leta). Objašnjeno valnom krizom, popraćeno povećanjem otpora valova. Prevladati 3.…… Veliki enciklopedijski politehnički rječnik
Enciklopedija "Tehnologija". - M.: Rosman- naglo povećanje otpora zraka kretanju zrakoplova na. približavajući se brzinama bliskim brzini zvuka. Prevladavanje 3. b. postalo moguće zahvaljujući poboljšanju aerodinamičkih oblika zrakoplova i korištenju snažnih... ... Rječnik vojnih pojmova
zvučni zid- zvučna barijera oštro povećanje otpora aerodinamičkog zrakoplova pri Machovim brojevima leta M∞, malo većim od kritičnog broja M*. Razlog je što za brojeve M∞ > Enciklopedija "Zrakoplovstvo"
zvučni zid- zvučna barijera oštro povećanje otpora aerodinamičkog zrakoplova pri Machovim brojevima leta M∞, malo većim od kritičnog broja M*. Razlog je što kod brojeva M∞ > M* dolazi do valne krize,... ... Enciklopedija "Zrakoplovstvo"
- (Francuska barijerna predstraža). 1) vrata u tvrđavama. 2) u arenama i cirkusima postoji ograda, balvan, motka preko koje konj preskače. 3) znak koji borci postižu u dvoboju. 4) ograde, rešetke. Rječnik stranih riječi uključen u... ... Rječnik stranih riječi ruskog jezika
BARIJERA, ah, muž. 1. Prepreka (vrsta zida, prečka) postavljena na stazu (prilikom skakanja, trčanja). Uzmi b. (prevladati ga). 2. Ograda, ograda. B. box, balkon. 3. prijenos Zapreka, zapreka za što n. Rijeka prirodna b. za…… Rječnik Ozhegova
knjige
- Vegas: Istinita priča (DVD), Naderi Amir. Neki ljudi traže „američki san“ na najčudnijim mjestima... Nekada davno, Eddie Parker i njegova supruga Tracy bili su strastveni kockari, što i ne čudi: žive u Las Vegasu, gdje svi kockaju....
(ponekad više od jednog, ovisno o obliku tijela). Fotografija prikazuje udarne valove formirane na vrhu trupa modela, na vodećim i stražnjim rubovima krila te na stražnjem kraju modela.
Na prednjem dijelu udarnog vala (ponekad se naziva i udarni val), koji ima vrlo malu debljinu (frakcije mm), kardinalne promjene svojstava protoka događaju se gotovo naglo - njegova brzina u odnosu na tijelo se smanjuje i postaje podzvučna , tlak u protoku i temperatura plina naglo rastu. Dio kinetičke energije strujanja pretvara se u unutarnju energiju plina. Sve su te promjene veće što je veća brzina nadzvučnog strujanja. Pri hipersoničnim brzinama (5 Macha i više) temperatura plina doseže nekoliko tisuća stupnjeva, što stvara ozbiljne probleme vozilima koja se kreću takvim brzinama (primjerice, shuttle Columbia srušio se 1. veljače 2003. zbog oštećenja toplinske zaštitne školjke koja dogodilo tijekom leta).
Prednji dio udarnog vala udaljavanjem od aparata postupno poprima gotovo pravilan stožasti oblik, pad tlaka na njemu opada s povećanjem udaljenosti od vrha stošca i udarni val prelazi u zvučni val. Kut između osi i generatrise stošca povezan je s Machovim brojem relacijom:
Kada taj val dođe do promatrača koji se nalazi, na primjer, na Zemlji, on čuje glasan zvuk, sličan eksploziji. Uobičajena zabluda je da je to posljedica toga što je letjelica dostigla brzinu zvuka ili "probila zvučni zid". Zapravo, u ovom trenutku pored promatrača prolazi udarni val, koji neprestano prati avion koji se kreće nadzvučnom brzinom. Tipično, odmah nakon "pukanja", promatrač može čuti zujanje motora zrakoplova, koje se ne čuje dok udarni val ne prođe, budući da se zrakoplov kreće brže od zvukova koje proizvodi. Vrlo slično opažanje događa se tijekom podzvučnog leta - letjelica leti iznad promatrača na velika nadmorska visina(više od 1 km) nije čujan, odnosno čujemo ga sa zakašnjenjem: smjer prema izvoru zvuka ne poklapa se sa smjerom prema vidljivom zrakoplovu za promatrača sa zemlje.
Valna kriza
Valna kriza je promjena u prirodi strujanja zraka oko zrakoplova kako se brzina leta približava brzini zvuka, praćena, u pravilu, pogoršanjem aerodinamičkih karakteristika zrakoplova - povećanje otpora, smanjenje podizanje, pojava vibracija itd.
Već tijekom Drugog svjetskog rata brzina lovaca počela se približavati brzini zvuka. U isto vrijeme, piloti su ponekad počeli promatrati, u to vrijeme neshvatljive, i prijeteće pojave koje su se događale na njihovim strojevima kada su letjeli maksimalnim brzinama. Sačuvan je emotivni izvještaj pilota američkog ratnog zrakoplovstva svom zapovjedniku, generalu Arnoldu:
“Gospodine, naši avioni su već vrlo strogi. Ako se pojave automobili s još većim brzinama, nećemo moći upravljati njima. Prošli tjedan sam oborio Me-109 u svom Mustangu. Avion mi se zatresao kao pneumatski čekić i prestao slušati kormila. Nisam ga mogao izvući iz ronjenja. Samo tristotinjak metara od tla, teško sam izravnao auto...”
Nakon rata, kada su mnogi dizajneri zrakoplova i probni piloti uporno pokušavali doseći psihološki značajnu granicu - brzinu zvuka, ovi čudni fenomeni postali su norma, a mnogi od tih pokušaja završili su tragično. To je dovelo do pomalo mističnog izraza "zvučna barijera" (fr. mur du son, njemački Schallmauer- zvučni zid). Pesimisti su tvrdili da se ta granica ne može prijeći, iako su entuzijasti, riskirajući svoje živote, to više puta pokušavali učiniti. Razvoj znanstvene ideje o nadzvučnom kretanju plina omogućilo je ne samo objašnjenje prirode "zvučne barijere", već i pronalaženje načina za njezino prevladavanje.
Tijekom podzvučnog strujanja oko trupa, krila i repa zrakoplova, na konveksnim dijelovima njihovih kontura pojavljuju se zone lokalnog ubrzanja strujanja. Kada se brzina leta zrakoplova približi brzini zvuka, lokalna brzina kretanja zraka u zonama ubrzanja strujanja može malo premašiti brzinu zvuka (slika 1a). Prolaskom zone ubrzanja strujanje se usporava, uz neizbježno stvaranje udarnog vala (ovo je svojstvo nadzvučnih strujanja: prijelaz iz nadzvučne u podzvučnu brzinu uvijek se događa diskontinuirano - stvaranjem udarnog vala). Intenzitet ovih udarnih valova je nizak - pad tlaka na njihovim prednjim stranama je mali, ali se pojavljuju u velikom broju odjednom, na različitim točkama na površini vozila, i zajedno dramatično mijenjaju prirodu svog toka, s pogoršanje njegovih letnih karakteristika: lift pada krilo, zračna kormila i krilca gube na učinkovitosti, letjelica postaje neupravljiva, a sve je to izrazito nestabilno i dolazi do jakih vibracija. Ova pojava se zove kriza valova. Kada brzina vozila postane nadzvučna ( > 1), tok ponovno postaje stabilan, iako se njegov karakter bitno mijenja (slika 1b).
 |
 |
| Riža. 1a. Prozračivanje u blizini protoka zvuka. | Riža. 1b. Zračenje u nadzvučnom strujanju. |
Za krila s relativno debelim profilom, u uvjetima krize valova, središte pritiska naglo se pomiče unatrag i nos zrakoplova postaje "teži". Piloti klipnih lovaca s takvim krilom, pokušavajući postići maksimalnu brzinu u ronjenju s velike visine pri maksimalnoj snazi, kada su se približili "zvučnoj barijeri", postali su žrtve krize valova - jednom u njoj, bilo je nemoguće izaći. ronjenja bez smanjenja brzine, što je opet vrlo teško učiniti u ronjenju. Najpoznatiji slučaj uvlačenja u ronjenje iz vodoravnog leta u povijesti domaćeg zrakoplovstva je katastrofa Bakhchivandzhi tijekom testiranja projektila BI-1 na maksimalna brzina. Najbolji lovci Drugog svjetskog rata s ravnim krilima, poput P-51 Mustang ili Me-109, doživjeli su valnu krizu na velikoj visini pri brzinama od 700-750 km/h. Istodobno, mlazni avioni Messerschmitt Me.262 i Me.163 iz istog razdoblja imali su zakretna krila, zahvaljujući kojima su bez problema postizali brzine preko 800 km/h. Također treba napomenuti da zrakoplov s tradicionalnim propelerom u horizontalnom letu ne može postići brzinu blisku brzini zvuka, budući da lopatice propelera ulaze u zonu krize valova i gube učinkovitost puno ranije od zrakoplova. Nadzvučni propeleri sa sabljastim lopaticama mogu riješiti ovaj problem, ali u trenutku takvi vijci ispadaju previše složeni u tehnički i vrlo bučni, zbog čega se ne koriste u praksi.
Moderni podzvučni zrakoplovi s brzinama krstarećeg leta vrlo bliskim brzini zvuka (preko 800 km/h) obično su projektirani sa zamašenim krilima i tankim profilnim površinama repa, što omogućuje pomicanje brzine pri kojoj valna kriza počinje prema višim vrijednostima. Nadzvučni zrakoplovi, koji moraju proći kroz dio krize valova pri dobivanju nadzvučne brzine, imaju konstrukcijske razlike od podzvučnih, povezanih kako sa karakteristikama nadzvučnog strujanja zraka tako i s potrebom da izdrže opterećenja koja nastaju u uvjetima nadzvučnog leta i valna kriza, posebno - trokutast u tlocrtu, krilo s dijamantnim ili trokutastim profilom.
- pri podzvučnim brzinama leta treba izbjegavati brzine pri kojima počinje valna kriza (te brzine ovise o aerodinamičkim karakteristikama zrakoplova i visini leta);
- Prijelaz s podzvučne na nadzvučnu brzinu u mlaznim zrakoplovima treba izvesti što je brže moguće, uz pomoć naknadnog izgaranja motora, kako bi se izbjegao dugi let u zoni krize valova.
Termin kriza valova također se odnosi na plovila koja se kreću brzinama bliskim brzini valova na površini vode. Razvoj valne krize otežava povećanje brzine. Prevladavanje valne krize brodom znači ulazak u način glisiranja (klizanje trupa po površini vode).
Povijesne činjenice
- Prvi pilot koji je postigao nadzvučnu brzinu u kontroliranom letu bio je američki probni pilot Chuck Yeager na eksperimentalnom zrakoplovu Bell X-1 (s ravnim krilom i raketnim motorom XLR-11), koji je u plitkom letu postigao brzinu od M = 1,06. ronjenje. To se dogodilo 14. listopada 1947. godine.
- U SSSR-u je zvučni zid prvi probio 26. prosinca 1948. Sokolovski, a zatim Fedorov, u letovima sa spuštanjem iskusni borac La-176.
- Prvi civilni zrakoplov koji je probio zvučni zid bio je putnički zrakoplov Douglas DC-8. Dana 21. kolovoza 1961. postigao je brzinu od 1,012 M ili 1262 km/h tijekom kontroliranog poniranja s visine od 12 496 m. Let je poduzet kako bi se prikupili podaci za dizajn novih prednjih rubova krila.
- 15. listopada 1997., 50 godina nakon probijanja zvučnog zida u avionu, Englez Andy Green probio je zvučni zid u automobilu Thrust SSC.
- Felix Baumgartner je 14. listopada 2012. postao prva osoba koja je probila zvučni zid bez pomoći bilo kakvog motoriziranog uređaja. vozilo, u slobodnom padu tijekom skoka s visine od 39 kilometara. U slobodnom padu postigao je brzinu od 1342,8 kilometara na sat.
Vidi također
- Toplinska barijera (problemi u razvoju hipersoničnih letjelica)
Bilješke
Linkovi
- Teorijske i inženjerske osnove zrakoplovnog inženjerstva.
Zaklada Wikimedia.
2010.
Pogledajte što je "zvučna barijera" u drugim rječnicima:
ZVUČNI BARIJERA, uzrok poteškoća u zrakoplovstvu pri povećanju brzine leta iznad brzine zvuka (NADZVUČNA BRZINA). Približavajući se brzini zvuka, zrakoplov doživljava neočekivano povećanje otpora i gubitak aerodinamičkog uzgona... ... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik
Pogledajte što je "zvučna barijera" u drugim rječnicima: Pojava koja se javlja tijekom leta zrakoplova ili rakete u trenutku prijelaza iz podzvučne u nadzvučnu brzinu leta u atmosferi. Kako se brzina zrakoplova približava brzini zvuka (1200 km/h), u zraku se ispred njega pojavljuje tanko područje u kojem... ...
zvučni zid- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. zvučna barijera zvučna barijera vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. zvučni zid, m pranc. barriere sonique, f; frontière sonique, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas
zvučni zid- 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
(Još nema ocjena)
