กั้นเสียง. กำแพงกันเสียงคืออะไร? การเปลี่ยนแปลงของคลื่นกระแทก

บ้าน รหัสภาษีของสหพันธรัฐรัสเซียกำแพงกันเสียงเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการบินของเครื่องบินหรือจรวดในขณะที่มีการเปลี่ยนแปลงจากความเร็วการบินแบบเปรี้ยงปร้างไปเป็นความเร็วเหนือเสียงในชั้นบรรยากาศ เมื่อความเร็วของเครื่องบินเข้าใกล้ความเร็วของเสียง (1,200 กม./ชม.) บริเวณด้านหน้าเครื่องบินจะมีบริเวณบางๆ ปรากฏขึ้น ซึ่งทำให้เกิดความกดดันและความหนาแน่นของอากาศเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การอัดอากาศหน้าเครื่องบินที่กำลังบินนี้เรียกว่าคลื่นกระแทก บนพื้น ทางเดินของคลื่นกระแทกถูกมองว่าเป็นเสียงปัง คล้ายกับเสียงกระสุนปืน เมื่อเกินความเร็วของเสียงแล้วเครื่องบินก็แล่นผ่านบริเวณที่มีความหนาแน่นของอากาศเพิ่มขึ้นราวกับเจาะทะลุ - ทำลายกำแพงเสียง เป็นเวลานานแล้วที่การทำลายกำแพงเสียงดูเหมือนจะเป็นปัญหาร้ายแรงในการพัฒนาการบิน ในการแก้ปัญหาจำเป็นต้องเปลี่ยนโปรไฟล์และรูปร่างของปีกเครื่องบิน (มันบางลงและกวาดไปด้านหลัง) ทำให้ส่วนหน้าของลำตัวแหลมมากขึ้นและติดตั้งเครื่องบินด้วยเครื่องยนต์ไอพ่น ความเร็วของเสียงเกินครั้งแรกในปี 1947 โดย C. Yeager บนเครื่องบิน Bell X-1 (USA) ที่มีของเหลว เครื่องยนต์จรวดเปิดตัวจากเครื่องบินโบอิ้ง B-29 ในรัสเซีย นักบินคนแรกที่ทำลายกำแพงเสียงในปี 1948 คือนักบิน O.V. Sokolovsky

เครื่องบินทดลอง

La-176 พร้อมเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท

ความเร็วของการแพร่กระจาย (สัมพันธ์กับตัวกลาง) ของแรงดันรบกวนเล็กน้อย ในก๊าซสมบูรณ์ (เช่น ในอากาศที่อุณหภูมิและความดันปานกลาง) S. z. ไม่ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะของการรบกวนเล็กๆ น้อยๆ ที่แพร่กระจาย และจะเหมือนกันทั้งสำหรับการสั่นแบบเอกรงค์เดียวที่มีความถี่ต่างกัน () และสำหรับคลื่นกระแทกอ่อน ในก๊าซสมบูรณ์ ณ จุดที่พิจารณาในอวกาศ S. z. a ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซและอุณหภูมิสัมบูรณ์ T:
ก = (dp/d(())1/2 = ((()p/(())1/2 = ((()RT/(())1/2,
โดยที่ dp/d(() - อนุพันธ์ของความดันเทียบกับความหนาแน่นสำหรับกระบวนการไอเซนโทรปิก (-) - เลขชี้กำลังอะเดียแบติก, R - ค่าคงที่ของก๊าซสากล (-) - น้ำหนักโมเลกุล (ในอากาศ a 20.1T1/2 m/s ที่ 0 (°)C a = 332 เมตร/วินาที)
ในก๊าซที่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีกายภาพ เช่น ในก๊าซที่แยกตัวออก S. z จะขึ้นอยู่กับว่า - สมดุลหรือไม่มีสมดุล - กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นในคลื่นรบกวนอย่างไร ที่สมดุลทางอุณหพลศาสตร์ S. z. ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซ อุณหภูมิ และความดันของมันเท่านั้น เมื่อกระบวนการเคมีกายภาพเกิดขึ้นในลักษณะที่ไม่สมดุล การกระจายตัวของเสียงจะเกิดขึ้น กล่าวคือ การกระจายตัวของเสียง ขึ้นอยู่กับสถานะของตัวกลางเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความถี่ของการแกว่ง () ด้วย การสั่นความถี่สูง ((tm), ()) - เวลาผ่อนคลาย) แพร่กระจายจากระบบสุริยะที่เยือกแข็ง aj ความถี่ต่ำ ((,) 0) - พร้อมสมดุล S. z ae และ aj > ae ความแตกต่างระหว่าง aj และ ai มักจะเล็กน้อย (ในอากาศที่ T = 6000(°)C และ p = 105 Pa มีค่าประมาณ 15%) ในของเหลว S.z. สูงกว่าก๊าซอย่างมาก (ในน้ำ 1,500 ม./วินาที)

คุณเคยได้ยินเสียงดังเหมือนระเบิดเมื่อเครื่องบินเจ็ตบินอยู่เหนือศีรษะหรือไม่? เสียงนี้เกิดขึ้นเมื่อเครื่องบินทำลายกำแพงกั้นเสียง กำแพงกันเสียงคืออะไร และเหตุใดเครื่องบินจึงส่งเสียงเช่นนี้?

ดังที่คุณทราบ เสียงเดินทางด้วยความเร็วที่แน่นอน ความเร็วขึ้นอยู่กับระดับความสูง ที่ระดับน้ำทะเล ความเร็วของเสียงอยู่ที่ประมาณ 1,220 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และที่ระดับความสูง 11,000 เมตร - 1,060 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เมื่อเครื่องบินบินด้วยความเร็วใกล้กับความเร็วเสียง เครื่องบินนั้นจะต้องเผชิญกับความเครียดบางประการ เมื่อมันบินด้วยความเร็วปกติ (เปรี้ยงปร้าง) ด้านหน้าของเครื่องบินจะดันคลื่นแรงดันมาด้านหน้า คลื่นนี้เดินทางด้วยความเร็วเสียง

คลื่นความดันเกิดจากการสะสมของอนุภาคอากาศในขณะที่เครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้า คลื่นเคลื่อนที่เร็วกว่าเครื่องบินเมื่อเครื่องบินบินด้วยความเร็วเปรี้ยงปร้าง และผลก็คือ ปรากฎว่าอากาศไหลผ่านพื้นผิวปีกเครื่องบินได้อย่างไม่มีข้อจำกัด

ทีนี้ลองดูเครื่องบินที่บินด้วยความเร็วเสียง ไม่มีคลื่นแรงดันที่หน้าเครื่องบิน สิ่งที่เกิดขึ้นแทนคือคลื่นความดันก่อตัวที่ด้านหน้าปีก (เนื่องจากเครื่องบินและคลื่นความดันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากัน)

ตอนนี้เกิดคลื่นกระแทกซึ่งทำให้เกิดการบรรทุกจำนวนมากในปีกเครื่องบิน คำว่า "กำแพงกันเสียง" มีมาตั้งแต่ก่อนที่เครื่องบินจะบินด้วยความเร็วเสียงได้ และเชื่อกันว่าใช้เพื่ออธิบายถึงความเครียดที่เครื่องบินจะต้องประสบที่ความเร็วเหล่านั้น นี่ถือเป็น "อุปสรรค"

แต่ความเร็วของเสียงไม่ใช่อุปสรรคแต่อย่างใด! วิศวกรและนักออกแบบเครื่องบินเอาชนะปัญหาเรื่องโหลดใหม่ได้ และสิ่งที่เราเหลือจากมุมมองเก่า ๆ ก็คือผลกระทบนั้นเกิดจากคลื่นกระแทกเมื่อเครื่องบินบินด้วยความเร็วเหนือเสียง

คำว่า "กำแพงกันเสียง" อธิบายถึงสภาวะที่เกิดขึ้นเมื่อเครื่องบินกำลังเดินทางด้วยความเร็วที่กำหนดอย่างเข้าใจผิด อาจมีคนคิดว่าเมื่อเครื่องบินไปถึงความเร็วเสียง มีสิ่งคล้าย "สิ่งกีดขวาง" ปรากฏขึ้น - แต่ก็ไม่มีอะไรเกิดขึ้น!

เพื่อทำความเข้าใจทั้งหมดนี้ ลองพิจารณาเครื่องบินที่บินด้วยความเร็วต่ำปกติ ขณะที่เครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้า จะเกิดคลื่นอัดที่ด้านหน้าเครื่องบิน มันถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องบินที่กำลังเคลื่อนที่ไปข้างหน้าซึ่งบีบอัดอนุภาคอากาศ

คลื่นนี้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าเครื่องบินด้วยความเร็วเสียง และความเร็วของมันก็สูงกว่าความเร็วของเครื่องบินซึ่งดังที่เราได้กล่าวไปแล้วว่าบินด้วยความเร็วต่ำ คลื่นนี้เคลื่อนไปข้างหน้าเครื่องบิน โดยบังคับกระแสลมให้ไหลรอบระนาบของเครื่องบิน

ทีนี้ลองจินตนาการว่าเครื่องบินกำลังบินด้วยความเร็วเสียง ไม่มีคลื่นอัดเกิดขึ้นข้างหน้าระนาบ เนื่องจากทั้งระนาบและคลื่นมีความเร็วเท่ากัน ดังนั้นคลื่นจึงก่อตัวที่หน้าปีก

เป็นผลให้เกิดคลื่นกระแทกซึ่งสร้างภาระขนาดใหญ่บนปีกเครื่องบิน ก่อนที่เครื่องบินจะไปถึงและเกินกำแพงกั้นเสียง เชื่อกันว่าคลื่นกระแทกและแรง g ดังกล่าวจะสร้างบางสิ่งที่คล้ายกับกำแพงกั้นเสียงสำหรับเครื่องบิน ซึ่งเรียกว่า “กำแพงกั้นเสียง” อย่างไรก็ตาม ไม่มีอุปสรรคด้านเสียง เนื่องจากวิศวกรการบินได้พัฒนาการออกแบบเครื่องบินพิเศษสำหรับสิ่งนี้

อย่างไรก็ตาม "เสียงระเบิด" อย่างแรงที่เราได้ยินเมื่อเครื่องบินแล่นผ่าน "แผงกั้นเสียง" คือคลื่นกระแทกที่เราได้พูดถึงไปแล้ว - เมื่อความเร็วของเครื่องบินและคลื่นอัดเท่ากัน

เราจินตนาการถึงอะไรเมื่อเราได้ยินสำนวน "กำแพงเสียง"? ขีดจำกัดบางอย่างอาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อการได้ยินและความเป็นอยู่ที่ดี โดยปกติแล้วกำแพงเสียงจะมีความสัมพันธ์กับการพิชิตน่านฟ้าและ

การเอาชนะอุปสรรคนี้สามารถกระตุ้นให้เกิดโรคเก่า อาการปวด และอาการแพ้ได้ แนวคิดเหล่านี้ถูกต้องหรือเป็นตัวแทนของแบบแผนที่กำหนดไว้หรือไม่? พวกเขามีพื้นฐานหรือไม่? พื้นฐานข้อเท็จจริง- กำแพงกันเสียงคืออะไร? มันเกิดขึ้นได้อย่างไรและทำไม? ทั้งหมดนี้และความแตกต่างเพิ่มเติมบางประการเช่นกัน ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์เราจะพยายามค้นหาสิ่งที่เกี่ยวข้องกับแนวคิดนี้ในบทความนี้

วิทยาศาสตร์ลึกลับนี้คืออากาศพลศาสตร์

ในศาสตร์แห่งอากาศพลศาสตร์ที่ออกแบบมาเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ที่มาพร้อมกับการเคลื่อนไหว
อากาศยานมีแนวคิดเรื่อง “กำแพงกันเสียง” นี่คือชุดของปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ของเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงหรือจรวดที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้กับความเร็วของเสียงหรือมากกว่า

คลื่นกระแทกคืออะไร?

เมื่อกระแสความเร็วเหนือเสียงไหลไปรอบๆ ยานพาหนะ คลื่นกระแทกจะปรากฏขึ้นในอุโมงค์ลม ร่องรอยของมันสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า บนพื้นจะแสดงด้วยเส้นสีเหลือง นอกกรวยคลื่นกระแทก หน้าเส้นสีเหลือง ไม่ได้ยินเสียงเครื่องบินบนพื้นด้วยซ้ำ ที่ความเร็วเกินเสียง ร่างกายจะถูกกระแสเสียงไหล ซึ่งทำให้เกิดคลื่นกระแทก อาจมีมากกว่าหนึ่งก็ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของร่างกาย

การเปลี่ยนแปลงของคลื่นกระแทก

ด้านหน้าของคลื่นกระแทกซึ่งบางครั้งเรียกว่าคลื่นกระแทกนั้นมีความหนาค่อนข้างน้อยซึ่งทำให้สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของการไหลอย่างกะทันหันความเร็วลดลงเมื่อเทียบกับร่างกายและการเพิ่มขึ้นที่สอดคล้องกันใน ความดันและอุณหภูมิของก๊าซในการไหล ในกรณีนี้ พลังงานจลน์จะถูกแปลงบางส่วนเป็นพลังงานภายในของก๊าซ จำนวนการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความเร็วของการไหลเหนือเสียงโดยตรง เมื่อคลื่นกระแทกเคลื่อนที่ออกจากอุปกรณ์ ความดันที่ลดลงจะลดลง และคลื่นกระแทกจะถูกแปลงเป็นคลื่นเสียง มันสามารถเข้าถึงผู้สังเกตการณ์ภายนอกซึ่งจะได้ยินเสียงที่มีลักษณะคล้ายการระเบิด มีความเห็นว่าสิ่งนี้บ่งชี้ว่าอุปกรณ์มีความเร็วถึงความเร็วเสียงเมื่อเครื่องบินออกจากกำแพงกั้นเสียงไว้เบื้องหลัง

เกิดอะไรขึ้นจริงๆ?

ช่วงเวลาที่เรียกว่าการทำลายกำแพงเสียงในทางปฏิบัติแสดงถึงการผ่านของคลื่นกระแทกพร้อมกับเสียงคำรามของเครื่องยนต์เครื่องบินที่เพิ่มมากขึ้น ตอนนี้อุปกรณ์อยู่ข้างหน้าเสียงที่ตามมา ดังนั้นจะได้ยินเสียงฮัมของเครื่องยนต์ตามหลัง การเข้าใกล้ความเร็วของเสียงเป็นไปได้ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง แต่ในขณะเดียวกัน นักบินก็สังเกตเห็นสัญญาณที่น่าตกใจในการทำงานของเครื่องบิน

หลังจากสิ้นสุดสงคราม ผู้ออกแบบเครื่องบินและนักบินหลายคนพยายามเข้าถึงความเร็วของเสียงและทำลายกำแพงเสียง แต่ความพยายามหลายครั้งเหล่านี้จบลงด้วยความโศกเศร้า นักวิทยาศาสตร์ที่มองโลกในแง่ร้ายแย้งว่าต้องไม่เกินขีดจำกัดนี้ ไม่ได้เป็นการทดลอง แต่ในทางวิทยาศาสตร์ มีความเป็นไปได้ที่จะอธิบายธรรมชาติของแนวคิดเรื่อง "กำแพงเสียง" และค้นหาวิธีเอาชนะมันได้

การบินที่ปลอดภัยด้วยความเร็วเหนือเสียงและความเร็วเหนือเสียงสามารถทำได้โดยการหลีกเลี่ยงวิกฤตคลื่น ซึ่งการเกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์อากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินและระดับความสูงของเที่ยวบิน การเปลี่ยนจากระดับความเร็วหนึ่งไปอีกระดับหนึ่งควรดำเนินการโดยเร็วที่สุดโดยใช้ afterburner ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการบินระยะไกลในเขตวิกฤตคลื่น วิกฤตการณ์คลื่นเป็นแนวคิดมาจากการขนส่งทางน้ำ มันเกิดขึ้นเมื่อเรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วของคลื่นบนผิวน้ำ การเข้าสู่วิกฤตคลื่นทำให้เกิดความยากในการเพิ่มความเร็ว และหากคุณเอาชนะวิกฤตคลื่นได้ง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้ คุณก็สามารถเข้าสู่โหมดไสหรือเลื่อนไปตามผิวน้ำได้

ประวัติศาสตร์การควบคุมเครื่องบิน

บุคคลแรกที่บรรลุความเร็วเหนือเสียงในเครื่องบินทดลองคือนักบินชาวอเมริกัน ชัค เยเกอร์ ความสำเร็จของเขาถูกบันทึกไว้ในประวัติศาสตร์เมื่อวันที่ 14 ตุลาคม พ.ศ. 2490 ในดินแดนของสหภาพโซเวียต กำแพงกันเสียงถูกทำลายเมื่อวันที่ 26 ธันวาคม พ.ศ. 2491 โดย Sokolovsky และ Fedorov ซึ่งกำลังบินเครื่องบินรบที่มีประสบการณ์

ในบรรดาพลเรือน เครื่องบินโดยสารดักลาส DC-8 ทำลายกำแพงกั้นเสียง ซึ่งเมื่อวันที่ 21 สิงหาคม พ.ศ. 2504 มีความเร็วถึง 1.012 มัคหรือ 1,262 กม./ชม. วัตถุประสงค์ของการบินครั้งนี้คือการรวบรวมข้อมูลสำหรับการออกแบบปีก ในบรรดาเครื่องบินนั้น สถิติโลกถูกกำหนดโดยขีปนาวุธอากาศสู่พื้นที่มีความเร็วเหนือเสียงซึ่งให้บริการอยู่ กองทัพรัสเซีย- ที่ระดับความสูง 31.2 กิโลเมตร จรวดมีความเร็วถึง 6,389 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

50 ปีหลังจากทำลายกำแพงกั้นเสียงในอากาศ Andy Green ชาวอังกฤษก็ประสบความสำเร็จเช่นเดียวกันในรถยนต์ American Joe Kittinger พยายามทำลายสถิติการล้มอย่างอิสระโดยสูงถึง 31.5 กิโลเมตร วันนี้เมื่อวันที่ 14 ตุลาคม 2555 Felix Baumgartner ได้สร้างสถิติโลกโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากการขนส่งในการตกอย่างอิสระจากความสูง 39 กิโลเมตรซึ่งทำลายกำแพงเสียง ความเร็วถึง 1,342.8 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

การทำลายกำแพงเสียงที่ผิดปกติที่สุด

เป็นเรื่องแปลกที่คิด แต่สิ่งประดิษฐ์แรกในโลกที่สามารถเอาชนะขีดจำกัดนี้ได้คือแส้ธรรมดาซึ่งชาวจีนโบราณประดิษฐ์ขึ้นเมื่อเกือบ 7 พันปีก่อน จนกระทั่งมีการประดิษฐ์การถ่ายภาพทันใจขึ้นในปี 1927 ไม่มีใครสงสัยว่ารอยแตกของแส้นั้นเป็นโซนิคบูมขนาดจิ๋ว การสวิงที่คมชัดก่อให้เกิดวงวนและความเร็วจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งได้รับการยืนยันจากการคลิก แผงกั้นเสียงหักด้วยความเร็วประมาณ 1,200 กม./ชม.

ความลึกลับของเมืองที่มีเสียงดังที่สุด

ไม่น่าแปลกใจเลยที่ชาวเมืองเล็กๆ จะต้องตกใจเมื่อเห็นเมืองหลวงเป็นครั้งแรก การคมนาคมมากมาย ร้านอาหารนับร้อยและ ศูนย์รวมความบันเทิงทำให้คุณสับสนและทำให้คุณไม่สบายใจจากความวุ่นวายตามปกติ จุดเริ่มต้นของฤดูใบไม้ผลิในเมืองหลวงมักจะตรงกับเดือนเมษายน แทนที่จะเป็นเดือนมีนาคมที่กบฏและเป็นพายุหิมะ ในเดือนเมษายน ท้องฟ้าแจ่มใส มีลำธารไหล และดอกตูมกำลังเบ่งบาน ผู้คนที่เหนื่อยล้าจากฤดูหนาวอันยาวนานเปิดหน้าต่างให้กว้างขึ้นเพื่อรับแสงแดด และเสียงจากถนนก็ดังเข้ามาในบ้านของพวกเขา นกร้องเจี๊ยก ๆ บนถนน ศิลปินร้องเพลง และท่องบทกวี นักเรียนที่ร่าเริงไม่ต้องพูดถึงเสียงรบกวนจากรถติดและรถไฟใต้ดิน พนักงานแผนกสุขอนามัยสังเกตว่าการอยู่ในเมืองที่มีเสียงดังเป็นเวลานานเป็นอันตรายต่อสุขภาพ พื้นหลังเสียงของเมืองหลวงประกอบด้วยการคมนาคม
เสียงการบิน อุตสาหกรรม และครัวเรือน สิ่งที่อันตรายที่สุดคือเสียงรถยนต์ เนื่องจากเครื่องบินบินค่อนข้างสูง และเสียงจากสถานประกอบการก็หายไปในอาคารของพวกเขา เสียงรถยนต์ที่ดังอย่างต่อเนื่องบนทางหลวงที่พลุกพล่านเป็นพิเศษนั้นเกินกว่ามาตรฐานที่อนุญาตทั้งหมดเป็นสองเท่า เมืองหลวงเอาชนะกำแพงเสียงได้อย่างไร? มอสโกเป็นเมืองที่อันตรายเนื่องจากมีเสียงมากมาย ผู้อยู่อาศัยในเมืองหลวงจึงติดตั้งหน้าต่างกระจกสองชั้นเพื่อกันเสียงรบกวน

กำแพงกั้นเสียงถูกโจมตีอย่างไร?

จนถึงปี 1947 ไม่มีข้อมูลที่แท้จริงเกี่ยวกับความเป็นอยู่ที่ดีของบุคคลในห้องนักบินของเครื่องบินที่บินเร็วกว่าเสียง ปรากฎว่าการทำลายกำแพงเสียงนั้นต้องใช้ความแข็งแกร่งและความกล้าหาญ ในระหว่างการบินเป็นที่ชัดเจนว่าไม่มีการรับประกันความอยู่รอด แม้แต่นักบินมืออาชีพก็ไม่สามารถบอกได้อย่างแน่ชัดว่าการออกแบบของเครื่องบินจะต้านทานการโจมตีจากองค์ประกอบต่างๆ ได้หรือไม่ ภายในไม่กี่นาที เครื่องบินก็สามารถพังทลายลงได้ อะไรอธิบายเรื่องนี้? ควรสังเกตว่าการเคลื่อนไหวด้วยความเร็วต่ำกว่าเสียงจะสร้างคลื่นเสียงที่กระจายออกไปเหมือนวงกลมจากหินที่ตกลงมา ความเร็วเหนือเสียงจะกระตุ้นคลื่นกระแทก และบุคคลที่ยืนอยู่บนพื้นจะได้ยินเสียงคล้ายกับการระเบิด หากไม่มีคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลัง การแก้ปัญหาที่ซับซ้อนเป็นเรื่องยาก และเราต้องพึ่งพาแบบจำลองการเป่าในอุโมงค์ลม บางครั้ง เมื่อความเร่งของเครื่องบินไม่เพียงพอ คลื่นกระแทกจะไปถึงแรงจนหน้าต่างกระเด็นออกจากบ้านที่เครื่องบินบินอยู่ ไม่ใช่ทุกคนที่จะสามารถเอาชนะอุปสรรคด้านเสียงได้เนื่องจากในขณะนี้โครงสร้างทั้งหมดสั่นและการติดตั้งอุปกรณ์อาจได้รับความเสียหายอย่างมาก ด้วยเหตุนี้สุขภาพที่ดีและความมั่นคงทางอารมณ์จึงมีความสำคัญสำหรับนักบิน หากการบินเป็นไปอย่างราบรื่นและเอาชนะกำแพงกั้นเสียงได้โดยเร็วที่สุด นักบินและผู้โดยสารคนใดก็ตามจะไม่รู้สึกถึงความรู้สึกไม่พึงประสงค์ใดๆ เป็นพิเศษ เครื่องบินวิจัยถูกสร้างขึ้นโดยเฉพาะเพื่อทำลายกำแพงเสียงในเดือนมกราคม พ.ศ. 2489 การสร้างเครื่องจักรดังกล่าวริเริ่มโดยคำสั่งจากกระทรวงกลาโหม แต่แทนที่จะบรรจุอาวุธ กลับเต็มไปด้วยอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่คอยติดตามโหมดการทำงานของกลไกและเครื่องมือต่างๆ เครื่องบินลำนี้เปรียบเสมือนขีปนาวุธล่องเรือสมัยใหม่ที่มีเครื่องยนต์จรวดในตัว เครื่องบินทำลายกำแพงกั้นเสียงด้วยความเร็วสูงสุด 2,736 กม./ชม.

อนุสรณ์สถานทางวาจาและวัตถุเพื่อพิชิตความเร็วของเสียง

ความสำเร็จในการทำลายกำแพงเสียงยังคงมีคุณค่าอย่างสูงในปัจจุบัน ดังนั้น เครื่องบินที่ชัค เยเกอร์ เอาชนะมันได้เป็นครั้งแรก ขณะนี้ได้จัดแสดงไว้ที่พิพิธภัณฑ์อากาศและอวกาศแห่งชาติ ซึ่งตั้งอยู่ในกรุงวอชิงตัน แต่พารามิเตอร์ทางเทคนิคของการประดิษฐ์ของมนุษย์จะมีค่าเพียงเล็กน้อยหากปราศจากข้อดีของนักบินเอง ชัค เยเกอร์ผ่านโรงเรียนการบินและต่อสู้ในยุโรป หลังจากนั้นเขาก็กลับมาอังกฤษ การกีดกันการบินอย่างไม่ยุติธรรมไม่ได้ทำลายจิตวิญญาณของเยเกอร์ และเขาได้รับการต้อนรับจากผู้บัญชาการทหารสูงสุดแห่งกองทัพยุโรป ในช่วงหลายปีที่เหลือจนกระทั่งสิ้นสุดสงคราม เยเกอร์มีส่วนร่วมในภารกิจการรบ 64 ภารกิจ ในระหว่างนั้นเขาได้ยิงเครื่องบินตก 13 ลำ ชัค เยเกอร์ กลับบ้านเกิดพร้อมกับตำแหน่งกัปตัน คุณลักษณะของเขาบ่งบอกถึงสัญชาตญาณที่น่าอัศจรรย์ ความสงบอย่างไม่น่าเชื่อ และความอดทนในสถานการณ์วิกฤติ เยเกอร์สร้างสถิติบนเครื่องบินของเขามากกว่าหนึ่งครั้ง อาชีพเพิ่มเติมของเขาอยู่ในหน่วยกองทัพอากาศซึ่งเขาได้ฝึกนักบิน ครั้งสุดท้ายที่ชัค เยเกอร์ทำลายกำแพงกั้นเสียงคืออายุ 74 ปี ซึ่งเป็นวันครบรอบปีที่ห้าสิบของประวัติศาสตร์การบินของเขา และในปี 1997

งานที่ซับซ้อนของผู้สร้างเครื่องบิน

เครื่องบิน MiG-15 ที่มีชื่อเสียงระดับโลกเริ่มถูกสร้างขึ้นในช่วงเวลาที่นักพัฒนาตระหนักว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะพึ่งพาการทำลายกำแพงเสียงเท่านั้น แต่ปัญหาทางเทคนิคที่ซับซ้อนนั้นต้องได้รับการแก้ไข เป็นผลให้เครื่องจักรถูกสร้างขึ้นอย่างประสบความสำเร็จจนมีการดัดแปลงเข้าสู่การบริการ ประเทศต่างๆ- สำนักงานออกแบบที่แตกต่างกันหลายแห่งได้เข้าสู่การแข่งขันประเภทหนึ่ง โดยรางวัลดังกล่าวเป็นสิทธิบัตรสำหรับเครื่องบินที่ประสบความสำเร็จและใช้งานได้ดีที่สุด เครื่องบินที่มีปีกกวาดได้รับการพัฒนาซึ่งเป็นการปฏิวัติการออกแบบ อุปกรณ์ในอุดมคติจะต้องทรงพลัง รวดเร็ว และทนทานต่อความเสียหายภายนอกอย่างเหลือเชื่อ ปีกของเครื่องบินที่ถูกกวาดกลายเป็นองค์ประกอบที่ช่วยให้พวกมันมีความเร็วเสียงเป็นสามเท่า จากนั้นมันก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งอธิบายได้จากการเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ การใช้วัสดุที่เป็นนวัตกรรม และการปรับพารามิเตอร์แอโรไดนามิกให้เหมาะสม การเอาชนะกำแพงเสียงนั้นเป็นไปได้และเป็นเรื่องจริงแม้กระทั่งสำหรับผู้ที่ไม่ใช่มืออาชีพ แต่ก็ไม่ได้ทำให้อันตรายน้อยลง ดังนั้นผู้ชื่นชอบกีฬาเอ็กซ์ตรีมควรประเมินจุดแข็งของตนอย่างสมเหตุสมผลก่อนตัดสินใจทำการทดลองดังกล่าว

กั้นเสียง

กั้นเสียง

ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการบินของเครื่องบินหรือจรวดในช่วงเวลาของการเปลี่ยนจากความเร็วการบินแบบเปรี้ยงปร้างไปเป็นความเร็วเหนือเสียงในชั้นบรรยากาศ เมื่อความเร็วของเครื่องบินเข้าใกล้ความเร็วของเสียง (1,200 กม./ชม.) บริเวณด้านหน้าเครื่องบินจะมีบริเวณบางๆ ปรากฏขึ้น ซึ่งทำให้เกิดความกดดันและความหนาแน่นของอากาศเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การอัดอากาศหน้าเครื่องบินที่กำลังบินนี้เรียกว่าคลื่นกระแทก บนพื้น ทางเดินของคลื่นกระแทกถูกมองว่าเป็นเสียงปัง คล้ายกับเสียงกระสุนปืน

เมื่อเกิน เครื่องบินจะผ่านบริเวณที่มีความหนาแน่นของอากาศเพิ่มขึ้นราวกับเจาะทะลุ - ทำลายกำแพงเสียง เป็นเวลานานแล้วที่การทำลายกำแพงเสียงดูเหมือนจะเป็นปัญหาร้ายแรงในการพัฒนาการบิน ในการแก้ปัญหาจำเป็นต้องเปลี่ยนโปรไฟล์และรูปร่างของปีกเครื่องบิน (มันบางลงและกวาดไปด้านหลัง) ทำให้ส่วนหน้าของลำตัวแหลมมากขึ้นและติดตั้งเครื่องบินด้วยเครื่องยนต์ไอพ่น ความเร็วของเสียงถูกเกินครั้งแรกในปี 1947 โดย Charles Yeager บนเครื่องบิน X-1 (สหรัฐอเมริกา) ด้วยเครื่องยนต์จรวดเหลวที่เปิดตัวจากเครื่องบิน B-29 ในรัสเซีย O. V. Sokolovsky เป็นคนแรกที่ทำลายกำแพงเสียงในปี 1948 บนเครื่องบินทดลอง La-176 ด้วยเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท. 2006 .

สารานุกรม "เทคโนโลยี". - ม.: รอสแมน

กั้นเสียง
การเพิ่มขึ้นอย่างมากของแรงต้านของเครื่องบินตามหลักอากาศพลศาสตร์ในเที่ยวบินหมายเลขมัค M(∞) ซึ่งเกินค่าวิกฤต M* เล็กน้อย เหตุผลก็คือ ที่ตัวเลข M(∞) > M* จะมาพร้อมกับลักษณะของความต้านทานคลื่น ค่าสัมประสิทธิ์การลากคลื่นของเครื่องบินจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อเพิ่มจำนวน M โดยเริ่มจาก M(∞) = M*
ความพร้อมใช้งานของ Z.b. ทำให้เป็นเรื่องยากที่จะบรรลุความเร็วการบินเท่ากับความเร็วของเสียงและการเปลี่ยนไปสู่การบินเหนือเสียงในภายหลัง ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องสร้างเครื่องบินที่มีปีกแบบบางซึ่งทำให้สามารถลดการลากและเครื่องยนต์ไอพ่นได้อย่างมากซึ่งแรงขับจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วที่เพิ่มขึ้น

ในสหภาพโซเวียต ความเร็วเท่ากับความเร็วของเสียงเกิดขึ้นครั้งแรกบนเครื่องบิน La-176 ในปี พ.ศ. 2491. การบิน: สารานุกรม. - ม.: สารานุกรมรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่บรรณาธิการบริหาร. 1994 .

จี.พี. สวิชชอฟ

ดูว่า "กำแพงเสียง" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

บาร์เรียร์ - ส่วนลดบาร์เรียร์ที่ใช้งานได้ทั้งหมดในหมวดบ้านและกระท่อม

SOUND BARRIER สาเหตุของปัญหาในการบินเมื่อเพิ่มความเร็วในการบินให้สูงกว่าความเร็วเสียง (SUPERSONIC SPEED) เมื่อเข้าใกล้ความเร็วของเสียง เครื่องบินก็พบกับการลากและการสูญเสียการยกตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่คาดคิด... ... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

กั้นเสียง- สถานะ garso barjeras เป็น T sritis fizika atitikmenys: engl อุปสรรคเกี่ยวกับเสียง กั้นเสียง vok. ชอลบาริแยร์, f; ชัลเมาเออร์, ฟรัส. กำแพงกันเสียง, ปรางค์. บาริเร โซนิก, f; ชายแดนโซนิค f; mur de son, m … Fizikos สิ้นสุด žodynas

กั้นเสียง- 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

การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของแรงต้านตามหลักอากาศพลศาสตร์เมื่อความเร็วการบินของเครื่องบินเข้าใกล้ความเร็วของเสียง (เกินค่าวิกฤตของเลขมัคของการบิน) อธิบายได้จากวิกฤตคลื่น พร้อมด้วยความต้านทานคลื่นที่เพิ่มขึ้น เอาชนะ 3.…… พจนานุกรมโพลีเทคนิคสารานุกรมขนาดใหญ่

สารานุกรม "เทคโนโลยี". - ม.: รอสแมน- ความต้านทานอากาศเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วต่อการเคลื่อนที่ของเครื่องบินที่ เข้าใกล้ความเร็วใกล้กับความเร็วเสียง การเอาชนะ 3.ข. เกิดขึ้นได้เนื่องจากการปรับปรุงรูปทรงตามหลักอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินและการใช้ระบบอันทรงพลัง... ... อภิธานคำศัพท์ทางการทหาร

กั้นเสียง- กำแพงกันเสียงเพิ่มขึ้นอย่างมากในความต้านทานของเครื่องบินตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่หมายเลขมัค M∞ ซึ่งเกินค่าวิกฤต M* เล็กน้อย เหตุผลก็คือสำหรับตัวเลขM∞> สารานุกรม "การบิน"

กั้นเสียง- กำแพงกันเสียงเพิ่มขึ้นอย่างมากในความต้านทานของเครื่องบินตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่หมายเลขมัค M∞ ซึ่งเกินค่าวิกฤต M* เล็กน้อย เหตุผลก็คือ ที่ตัวเลข M∞ > M* จะเกิดวิกฤตคลื่นขึ้น... ... สารานุกรม "การบิน"

- (ด่านหน้าบาริแยร์ของฝรั่งเศส) 1) ประตูในป้อมปราการ 2) ในสนามกีฬาและละครสัตว์มีรั้ว ท่อนไม้ เสาที่ม้ากระโดด 3) สัญลักษณ์ที่นักสู้เอื้อมถึงในการดวล 4) ราวบันไดตะแกรง พจนานุกรมคำต่างประเทศรวมอยู่ใน... ... พจนานุกรมคำต่างประเทศในภาษารัสเซีย

อุปสรรค อ่า สามี 1. สิ่งกีดขวาง (แบบกำแพง, คานประตู) วางอยู่บนเส้นทาง (ระหว่างกระโดด, วิ่ง) เอาข. (เอาชนะมัน) 2. รั้ว, ฟันดาบ. ข.กล่องระเบียง. 3. การโอน สิ่งกีดขวาง, สิ่งกีดขวางเพื่ออะไร แม่น้ำธรรมชาติข. สำหรับ… … พจนานุกรมโอเจโกวา

หนังสือ

• Vegas: The True Story (ดีวีดี), Naderi Amir บางคนมองหา "ความฝันแบบอเมริกัน" ในสถานที่แปลกประหลาดที่สุด... กาลครั้งหนึ่ง Eddie Parker และภรรยาของเขา Tracy เป็นนักพนันตัวยง ซึ่งก็ไม่น่าแปลกใจเลย พวกเขาอาศัยอยู่ในลาสเวกัส ที่ซึ่งใครๆ ก็เล่นการพนัน....

(บางครั้งอาจมากกว่าหนึ่ง ขึ้นอยู่กับรูปร่าง) ภาพถ่ายแสดงให้เห็นคลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นที่ส่วนปลายของลำตัวของนางแบบ ที่ขอบนำหน้าและส่วนท้ายของปีก และที่ส่วนท้ายของโมเดล

ที่ด้านหน้าของคลื่นกระแทก (บางครั้งเรียกว่าคลื่นกระแทก) ซึ่งมีความหนาน้อยมาก (เศษส่วนของมม.) การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในคุณสมบัติของการไหลเกิดขึ้นเกือบจะทันทีทันใด - ความเร็วของมันสัมพันธ์กับร่างกายลดลงและกลายเป็นเปรี้ยงปร้าง ความดันในการไหลและอุณหภูมิของก๊าซจะเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน พลังงานจลน์ส่วนหนึ่งของการไหลจะถูกแปลงเป็นพลังงานภายในของก๊าซ การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้จะมีมากขึ้นตามความเร็วของการไหลเหนือเสียงที่สูงขึ้น ที่ความเร็วเหนือเสียง (5 มัคขึ้นไป) อุณหภูมิของก๊าซจะสูงถึงหลายพันองศาซึ่งสร้างปัญหาร้ายแรงให้กับยานพาหนะที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วดังกล่าว (เช่น กระสวยโคลัมเบียถล่มเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2546 เนื่องจากความเสียหายต่อเกราะป้องกันความร้อนที่ เกิดขึ้นระหว่างการบิน)

ขณะที่ด้านหน้าของคลื่นกระแทกเคลื่อนออกจากอุปกรณ์ จะค่อยๆ กลายเป็นรูปทรงกรวยเกือบปกติ ความดันที่ตกคร่อมจะลดลงตามระยะห่างจากด้านบนของกรวยที่เพิ่มขึ้น และคลื่นกระแทกจะเปลี่ยนเป็นคลื่นเสียง มุมระหว่างแกนกับเจเนราทริกซ์ของกรวยสัมพันธ์กับเลขมัคตามความสัมพันธ์:

เมื่อคลื่นนี้ไปถึงผู้สังเกตการณ์ที่อยู่บนพื้นโลก เช่น เขาจะได้ยินเสียงดังคล้ายกับการระเบิด ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยคือนี่เป็นผลมาจากการที่เครื่องบินเข้าถึงความเร็วของเสียง หรือ "ทำลายกำแพงกั้นเสียง" ในความเป็นจริง ในขณะนี้ คลื่นกระแทกเคลื่อนผ่านผู้สังเกตการณ์ ซึ่งมาพร้อมกับเครื่องบินที่กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเหนือเสียงตลอดเวลา โดยทั่วไป ทันทีหลังจาก "ป๊อป" ผู้สังเกตการณ์จะได้ยินเสียงฮัมของเครื่องยนต์ของเครื่องบิน ซึ่งจะไม่ได้ยินจนกว่าคลื่นกระแทกจะผ่านไป เนื่องจากเครื่องบินกำลังเคลื่อนที่เร็วกว่าเสียงที่มันทำ การสังเกตที่คล้ายกันมากเกิดขึ้นระหว่างการบินแบบเปรี้ยงปร้าง - เครื่องบินที่บินอยู่เหนือผู้สังเกตการณ์ที่ ระดับความสูง(มากกว่า 1 กม.) ไม่สามารถได้ยินได้ หรือค่อนข้างจะได้ยินด้วยความล่าช้า: ทิศทางไปยังแหล่งกำเนิดเสียงไม่ตรงกับทิศทางไปยังเครื่องบินที่มองเห็นได้สำหรับผู้สังเกตการณ์จากพื้นดิน

วิกฤติคลื่น

วิกฤตคลื่นคือการเปลี่ยนแปลงในลักษณะของการไหลของอากาศรอบ ๆ เครื่องบินเมื่อความเร็วในการบินเข้าใกล้ความเร็วของเสียง ตามกฎแล้วด้วยการเสื่อมสภาพในลักษณะอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบิน - เพิ่มแรงลากลดลง การยก การปรากฏของแรงสั่นสะเทือน เป็นต้น

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ความเร็วของนักสู้เริ่มเข้าใกล้ความเร็วของเสียง ในเวลาเดียวกันบางครั้งนักบินก็เริ่มสังเกตซึ่งไม่สามารถเข้าใจได้ในเวลานั้นและปรากฏการณ์คุกคามที่เกิดขึ้นกับเครื่องจักรเมื่อบินด้วยความเร็วสูงสุด รายงานทางอารมณ์จากนักบินกองทัพอากาศสหรัฐฯ ถึงผู้บัญชาการของเขา นายพลอาร์โนลด์ ได้ถูกเก็บรักษาไว้:

“ท่านครับ เครื่องบินของเราเข้มงวดมากอยู่แล้ว หากรถยนต์ที่มีความเร็วสูงกว่านี้ปรากฏขึ้น เราจะไม่สามารถบินได้ สัปดาห์ที่แล้วฉันเอา Me-109 ในรถมัสแตงของฉันลง เครื่องบินของฉันสั่นเหมือนค้อนลมและหยุดเชื่อฟังหางเสือ ฉันไม่สามารถพาเขาออกจากการดำน้ำได้ ห่างจากพื้นดินเพียงสามร้อยเมตร ฉันมีปัญหาในการปรับระดับรถ…”

หลังสงคราม เมื่อนักออกแบบเครื่องบินและนักบินทดสอบหลายคนพยายามอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้ถึงจุดสำคัญทางจิตวิทยา - ความเร็วของเสียง ปรากฏการณ์ประหลาดเหล่านี้กลายเป็นบรรทัดฐาน และความพยายามหลายครั้งเหล่านี้สิ้นสุดลงอย่างน่าเศร้า สิ่งนี้ทำให้เกิดการแสดงออกที่ค่อนข้างลึกลับ "กำแพงเสียง" (fr. มูร์ ดู ซัน, เยอรมัน ชัลเมาเออร์- ผนังกันเสียง) ผู้มองโลกในแง่ร้ายแย้งว่าไม่สามารถเกินขีด จำกัด นี้แม้ว่าผู้ที่ชื่นชอบซึ่งเสี่ยงชีวิตจะพยายามทำเช่นนี้ซ้ำแล้วซ้ำเล่า การพัฒนา ความคิดทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่เหนือเสียงของก๊าซทำให้ไม่เพียง แต่จะอธิบายธรรมชาติของ "กำแพงเสียง" เท่านั้น แต่ยังค้นหาวิธีการเอาชนะได้อีกด้วย

ในระหว่างการไหลแบบเปรี้ยงปร้างรอบลำตัว ปีก และหางของเครื่องบิน โซนของการเร่งความเร็วการไหลเฉพาะที่จะปรากฏบนส่วนนูนของรูปทรง เมื่อความเร็วการบินของเครื่องบินเข้าใกล้ความเร็วเสียง ความเร็วในท้องถิ่นของการเคลื่อนที่ของอากาศในโซนความเร่งการไหลอาจเกินความเร็วของเสียงเล็กน้อย (รูปที่ 1a) เมื่อผ่านโซนความเร่งแล้ว การไหลจะช้าลงโดยมีการก่อตัวของคลื่นกระแทกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ (นี่คือคุณสมบัติของการไหลเหนือเสียง: การเปลี่ยนจากความเร็วเหนือเสียงไปเป็นความเร็วเปรี้ยงปร้างมักจะเกิดขึ้นไม่ต่อเนื่อง - ด้วยการก่อตัวของคลื่นกระแทก) ความรุนแรงของคลื่นกระแทกเหล่านี้อยู่ในระดับต่ำ - แรงดันตกที่ด้านหน้ามีน้อย แต่ปรากฏขึ้นเป็นจำนวนมากในคราวเดียว ณ จุดต่างๆ บนพื้นผิวของยานพาหนะ และเมื่อรวมกันแล้ว คลื่นเหล่านี้จะเปลี่ยนลักษณะของการไหลของมันอย่างมากด้วย การเสื่อมสภาพในลักษณะการบิน: ยกปีกตกลง, หางเสืออากาศและปีกบินสูญเสียประสิทธิภาพ, เครื่องบินไม่สามารถควบคุมได้และทั้งหมดนี้ไม่เสถียรอย่างยิ่งและเกิดการสั่นสะเทือนที่รุนแรง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า วิกฤติคลื่น- เมื่อความเร็วของยานพาหนะมีความเร็วเหนือเสียง ( > 1) การไหลจะคงที่อีกครั้ง แม้ว่าลักษณะของมันจะเปลี่ยนไปโดยพื้นฐาน (รูปที่ 1b)

ข้าว. 1ก. บินเข้าใกล้กระแสเสียง	ข้าว. 1ข. การบินด้วยกระแสเหนือเสียง

สำหรับปีกที่มีรูปทรงค่อนข้างหนา ในสภาวะวิกฤตคลื่น จุดศูนย์กลางของแรงกดจะเลื่อนไปด้านหลังอย่างรวดเร็ว และจมูกของเครื่องบินจะ "หนักขึ้น" นักบินของเครื่องบินรบลูกสูบที่มีปีกพยายามเข้าถึงความเร็วสูงสุดในการดำน้ำจากที่สูงด้วยกำลังสูงสุดเมื่อเข้าใกล้ "กำแพงกันเสียง" กลายเป็นเหยื่อของวิกฤตคลื่น - เมื่ออยู่ในนั้นมันเป็นไปไม่ได้ที่จะออกไป ของการดำน้ำโดยไม่ลดความเร็ว ซึ่งเป็นเรื่องยากมากในการดำน้ำ กรณีที่โด่งดังที่สุดของการถูกดึงลงจากระดับการบินในประวัติศาสตร์ การบินภายในประเทศเป็นภัยพิบัติ Bakhchivandzhi ระหว่างการทดสอบขีปนาวุธ BI-1 ที่ ความเร็วสูงสุด- เครื่องบินรบที่เก่งที่สุดของสงครามโลกครั้งที่สองที่มีปีกตรง เช่น P-51 Mustang หรือ Me-109 ประสบวิกฤติคลื่นที่ระดับความสูงด้วยความเร็ว 700-750 กม./ชม. ในเวลาเดียวกัน เครื่องบินไอพ่น Messerschmitt Me.262 และ Me.163 ในช่วงเวลาเดียวกันได้สยายปีก ซึ่งทำให้พวกมันสามารถทำความเร็วได้มากกว่า 800 กม./ชม. โดยไม่มีปัญหาใดๆ ควรสังเกตว่าเครื่องบินที่มีใบพัดแบบดั้งเดิมในการบินในแนวนอนไม่สามารถเข้าถึงความเร็วที่ใกล้เคียงกับความเร็วของเสียงได้เนื่องจากใบพัดเข้าสู่เขตวิกฤตคลื่นและสูญเสียประสิทธิภาพเร็วกว่าเครื่องบินมาก ใบพัดความเร็วเหนือเสียงที่มีใบมีดเซเบอร์สามารถแก้ปัญหานี้ได้ แต่ ในขณะนี้สกรูดังกล่าวซับซ้อนเกินไป ในทางเทคนิคและมีเสียงดังมากจึงเป็นเหตุว่าทำไมจึงไม่ได้ใช้ในทางปฏิบัติ

เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงสมัยใหม่ที่มีความเร็วในการบินค่อนข้างใกล้เคียงกับความเร็วเสียง (มากกว่า 800 กม./ชม.) มักได้รับการออกแบบให้มีปีกที่กวาดและพื้นผิวส่วนหางที่บาง ซึ่งช่วยให้ความเร็วที่วิกฤตคลื่นเริ่มเปลี่ยนไปสู่ค่าที่สูงกว่า เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงซึ่งจะต้องผ่านส่วนของวิกฤตคลื่นเมื่อได้รับความเร็วเหนือเสียงนั้นมีความแตกต่างในการออกแบบจากเครื่องบินแบบเปรี้ยงปร้างซึ่งสัมพันธ์กับลักษณะของการไหลของอากาศเหนือเสียงและความต้องการในการทนต่อภาระที่เกิดขึ้นในสภาพการบินเหนือเสียงและ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิกฤตคลื่น - เป็นรูปสามเหลี่ยมในแผน ปีกที่มีรูปทรงเพชรหรือรูปสามเหลี่ยม

• ที่ความเร็วการบินเปรี้ยงปร้าง ควรหลีกเลี่ยงความเร็วที่วิกฤตคลื่นเริ่มต้นขึ้น (ความเร็วเหล่านี้ขึ้นอยู่กับลักษณะอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินและระดับความสูงของเที่ยวบิน)
• การเปลี่ยนจากความเร็วเปรี้ยงเสียงไปเป็นความเร็วเหนือเสียงในเครื่องบินเจ็ตควรดำเนินการโดยเร็วที่สุดโดยใช้เครื่องเผาทำลายท้ายของเครื่องยนต์ เพื่อหลีกเลี่ยงการบินระยะไกลในเขตวิกฤตคลื่น

ภาคเรียน วิกฤติคลื่นยังใช้กับเรือที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วของคลื่นบนผิวน้ำด้วย การพัฒนาวิกฤตคลื่นทำให้เพิ่มความเร็วได้ยาก การเอาชนะวิกฤตคลื่นด้วยเรือหมายถึงการเข้าสู่โหมดการวางแผน (การเลื่อนตัวเรือไปตามผิวน้ำ)

ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์

• นักบินคนแรกที่ไปถึงความเร็วเหนือเสียงในการบินแบบควบคุมคือนักบินทดสอบชาวอเมริกัน ชัค เยเกอร์ บนเครื่องบินทดลองรุ่น Bell X-1 (มีปีกตรงและเครื่องยนต์จรวด XLR-11) ซึ่งมีความเร็ว M = 1.06 ในระดับตื้น ดำน้ำ เรื่องนี้เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 14 ตุลาคม พ.ศ. 2490
• ในสหภาพโซเวียต กำแพงเสียงถูกทำลายครั้งแรกเมื่อวันที่ 26 ธันวาคม พ.ศ. 2491 โดย Sokolovsky และจากนั้นโดย Fedorov ในเที่ยวบินที่มีการสืบเชื้อสายมาจาก นักสู้ที่มีประสบการณ์ลา-176.
• เครื่องบินพลเรือนลำแรกที่ทำลายกำแพงเสียงคือเครื่องบินโดยสารดักลาส DC-8 เมื่อวันที่ 21 สิงหาคม พ.ศ. 2504 มีความเร็วถึง 1.012 M หรือ 1,262 กม./ชม. ในระหว่างการดำน้ำแบบควบคุมจากระดับความสูง 12,496 ม. ทำการบินเพื่อรวบรวมข้อมูลสำหรับการออกแบบขอบนำแบบใหม่ของปีก
• เมื่อวันที่ 15 ตุลาคม พ.ศ. 2540 50 ปีหลังจากทำลายกำแพงกั้นเสียงบนเครื่องบิน แอนดี้ กรีน ชาวอังกฤษได้ทำลายกำแพงกั้นเสียงในรถ Thrust SSC
• เมื่อวันที่ 14 ตุลาคม 2012 Felix Baumgartner กลายเป็นบุคคลแรกที่ทำลายกำแพงกั้นเสียงโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากอุปกรณ์มอเตอร์ใดๆ ยานพาหนะในการตกอย่างอิสระระหว่างการกระโดดจากความสูง 39 กิโลเมตร ในการตกอย่างอิสระเขาไปถึงความเร็ว 1,342.8 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ดูเพิ่มเติม

• แผงกั้นความร้อน (ปัญหาในการพัฒนาเครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียง)

หมายเหตุ

ลิงค์

• รากฐานทางทฤษฎีและวิศวกรรมศาสตร์ของวิศวกรรมการบินและอวกาศ

มูลนิธิวิกิมีเดีย

2010.

ดูว่า "กำแพงเสียง" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

SOUND BARRIER สาเหตุของปัญหาในการบินเมื่อเพิ่มความเร็วในการบินให้สูงกว่าความเร็วเสียง (SUPERSONIC SPEED) เมื่อเข้าใกล้ความเร็วของเสียง เครื่องบินก็พบกับการลากและการสูญเสียการยกตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่คาดคิด... ... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

ดูว่า "กำแพงเสียง" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร: ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการบินของเครื่องบินหรือจรวดในช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงจากความเร็วในการบินแบบเปรี้ยงปร้างไปเป็นความเร็วเหนือเสียงในชั้นบรรยากาศ เมื่อความเร็วของเครื่องบินเข้าใกล้ความเร็วของเสียง (1,200 กม./ชม.) มีบริเวณบางๆ ปรากฏขึ้นในอากาศด้านหน้า ซึ่ง... ...

กั้นเสียง- สถานะ garso barjeras เป็น T sritis fizika atitikmenys: engl อุปสรรคเกี่ยวกับเสียง กั้นเสียง vok. ชอลบาริแยร์, f; ชัลเมาเออร์, ฟรัส. กำแพงกันเสียง, ปรางค์. บาริเร โซนิก, f; ชายแดนโซนิค f; mur de son, m … Fizikos สิ้นสุด žodynas

กั้นเสียง- 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