Hvad er lydbarrieren. Overvinde lydbarrieren

Hvad forestiller vi os, når vi hører udtrykket "lydbarriere"? En vis grænse og barriere, hvis overvinde kan alvorligt påvirke hørelse og trivsel. Normalt er lydbarrieren korreleret med erobringen af luftrummet og en pilots erhverv.

At overvinde denne hindring kan provokere udviklingen af kroniske sygdomme, smertsyndromer og allergiske reaktioner. Er disse synspunkter korrekte, eller er de stereotyper, der er blevet etableret? Har de et egentligt grundlag? Hvad er en lydbarriere? Hvordan og hvorfor opstår det? Alt dette og nogle yderligere nuancer, såvel som historiske fakta i forbindelse med dette koncept, vil vi forsøge at finde ud af i denne artikel.

Denne mystiske videnskab - aerodynamik

I videnskaben om aerodynamik, der er designet til at forklare de fænomener, der ledsager bevægelsen
Aircraft, der er begrebet "lydbarriere". Dette er en række fænomener, der opstår ved flytning af supersoniske fly eller missiler, der bevæger sig ved hastigheder tæt på lydens hastighed eller store.

Hvad er en chokbølge?

I processen med at flyde en supersonisk strøm i en vindtunnel vises en stødbølge. Hendes fodspor kan ses selv med det blotte øje. På jorden udtrykkes de i en gul linje. Udenfor stødbølgens kegle foran den gule linje på jorden er flyet ikke engang hørbart. Ved en hastighed, der overstiger lyd, udsættes kroppene for strømmen omkring lydstrømmen, hvilket medfører en stødbølge. Det kan ikke være en, afhængigt af kroppens form.

Shock wave transformation

Forsiden af stødbølgen, der nogle gange kaldes stødbølgen, har en temmelig lille tykkelse, som dog tillader os at spore de pludselige ændringer i strømmenes egenskaber, faldet i dens hastighed i forhold til kroppen og den tilsvarende stigning i gasens tryk og temperatur i strømmen. I dette tilfælde transformeres den kinetiske energi delvis til gasens indre energi. Antallet af disse ændringer afhænger direkte af hastigheden af den supersoniske strømning. Da chokbølgen bevæger sig væk fra apparatet, falder trykfaldene, og chokbølgen konverteres til lyd. Det kan nå en ekstern observatør, der hører en karakteristisk lyd, der ligner en eksplosion. Det er en opfattelse, at dette indikerer, at enheden når lydens hastighed, når lydbarrieren forlader flyet bagved.

Hvad sker der virkelig?

Det såkaldte øjeblik for at overvinde en lydbarriere i praksis repræsenterer passage af en chokbølge med et voksende hum af motorer i flyet. Nu er apparatet foran den ledsagende lyd, så motorens buzz bliver hørt efter det. Tilnærmelse af flyets hastighed til lydens hastighed blev mulig selv i anden verdenskrig, men piloterne observerede alarmerende signaler i flyets arbejde.

Efter krigen forsøgte mange flydesignere og piloter at nå lydens hastighed og overvinde lydbarrieren, men mange af disse forsøg sluttede tragisk. Pessimistiske forskere hævdede, at denne grænse ikke kan overgåes. På ingen måde eksperimentelle, men videnskabeligt var det muligt at forklare arten af begrebet "lydbarriere" og finde måder at overvinde det på.

Anbefalingerne for sikre flyvninger

Sikre fly ved nær lyd og supersoniske hastigheder er mulige, når man undgår en bølgekrise, hvis fremkomst afhænger af flyets aerodynamiske parametre og flyets højde. Overgange fra et hastighedsniveau til et andet skal ske så hurtigt som muligt ved brug af efterbrænding, hvilket vil medvirke til at undgå en lang flyvning i bølgekrisen. Wave krise som et koncept kom fra vandtransport. Han optrådte på tidspunktet for skibets bevægelse med en hastighed tæt på bølgens hastighed på vandets overflade. At falde ind i en bølgekrise medfører en sværhedsgrad i hastighedsvækst, og hvis det er muligt at overvinde bølgekrisen så enkelt som muligt, så er det muligt at komme ind i regimet med svæveflyvning eller glidning på vandoverfladen.

Historie i flystyring

Den første person, der nåede supersonisk flyvningshastighed på et eksperimentelt fly var amerikansk pilot Chuck Yeager. Hans præstation blev noteret i historien den 14. oktober 1947. På Sovjetunionens område blev lydbarrieren overvundet den 26. december 1948 af Sokolovsky og Fedorov, som kontrollerede en erfaren fighter.

Af civile fly var den første til at overvinde lydbarrieren passagerskibet Douglas DC-8, som nåede 1.012 M den 21. august 1961 eller 1262 km / t. Opgaven var at indsamle data for vingerens design. Blandt flyet blev verdensrekordet sat af en hypersonisk aeroballistisk missil, der er i tjeneste med den russiske hær. I en højde på 31,2 kilometer udviklede raketen en hastighed på 6389 km / t.

Efter 50 år efter at have overvundet lydbarrieren i luften gjorde englænder Andy Green en lignende præstation på bilen. I frit fald forsøgte man at bryde posten amerikanske Joe Kittinger, der erobrede højden på 31,5 kilometer. I dag, den 14. oktober 2012 satte Felix Baumgartner verdensrekorden uden hjælp af transport i frit fald fra en højde på 39 kilometer og ødelagde lydbarrieren. Dens hastighed nåede således 1342,8 kilometer i timen.

Den mest usædvanlige overvinde af lydbarrieren

Mærkeligt at tænke, men den første opfindelse i verden, der overvandt denne grænse, var den almindelige pisk, som den gamle kineser opfandt næsten 7 tusinde år siden. Næsten før opfindelsen af øjeblikkelig fotografering i 1927 mistede ingen endog, at at klikke på en pisk var et miniature sonisk slag. En skarp sving danner en løkke, og hastigheden stiger kraftigt, hvilket bekræfter kliket. Lydbarrieren overvindes med en hastighed på ca. 1200 km / t.

Gådden i den støjende by

Ikke underligt, at beboere i små byer er chokerede, da de så hovedstaden for første gang. Transportens overflod, hundredvis af restauranter og underholdningscentre er forvirrende og banker ud af den sædvanlige rut. Begyndelsen af foråret i hovedstaden går som regel fra april, og ikke den oprørske stormfulde marts. I april er der en klar himmel, strømme løber og knopper blomstrer. Folk, trætte af den lange vinter, åbner vinduerne bredt mod solen, og gadestøj bryder ind i husene. På gaden synger fugle døvende, kunstnere synger, munter studerende reciterer digte, for ikke at nævne støj i trafikpropper og metro. Medarbejdere i hygiejneafdelinger bemærker, at det i lang tid er skadeligt at være i en støjende by. Hovedgrundlaget for hovedstaden består af transport,
Luftfartøjer, industriel og husholdningslyd. Den mest skadelige er bare bilstøj, da flyet flyver højt nok, og støj fra virksomhederne opløses i deres bygninger. Den konstante rumble af biler på særligt livlige motorveje overstiger alle tilladte normer med halvdelen. Hvordan overvinder lydbarrieren i hovedstaden? Moskva er farligt med en overflod af lyde, så beboerne i hovedstaden installerer termoruder til muffelstøj.

Hvordan er lydbarrieren stormet?

Indtil 1947 var der ingen egentlige data om personens helbred i cockpiten, som flyver hurtigere end lyden. Som det viste sig, overvinder lydbarrieren visse styrke og mod. Under flyvningen bliver det klart, at der ikke er nogen garanti for overlevelse. Selv en professionel pilot kan ikke sige helt sikkert, om flyets design kan modstå elementernes angreb. Om et par minutter kan flyvemaskinen simpelthen falde fra hinanden. Hvordan forklares det? Det skal bemærkes, at bevægelse med subsonisk hastighed skaber akustiske bølger, der løber som cirkler fra en faldet sten. Supersonisk hastighed exciterer chokbølger, og en person, der står på jorden, hører en lyd, der ligner en eksplosion. Uden kraftige computere var det svært at løse komplekse differentialligninger, og vi var nødt til at stole på at blæse modeller i vindtunneler. Nogle gange, med utilstrækkelig acceleration af flyvemaskinen, når stødbølgen et sådant niveau, at vinduerne flyver ud af de huse, som flyet flyver over. Overvinde lydbarrieren kan ikke alle, fordi det i øjeblikket ryster hele strukturen, betydelige skader kan få enhedens vedhæftede filer. Derfor for piloter så stærk sundhed og følelsesmæssig stabilitet. Hvis flyvningen er forsigtig, og lydbarrieren overvindes så hurtigt som muligt, vil hverken piloten eller de mulige passagerer føle særlig ubehagelige fornemmelser. Specielt til erobringen af lydbarrieren blev der bygget et forskningsfly i januar 1946. Oprettelsen af maskinen blev indledt af Forsvarsministeriets rækkefølge, men i stedet for våben blev det fyldt med videnskabeligt udstyr, der spores mekanismer og enheder. Dette fly var som et moderne cruise missil med en indbygget raketmotor. Flyet overvandt lydspærren med en maksimal hastighed på 2736 km / t.

Verbale og materielle monumenter til erobring af lydens hastighed

Resultater i overvinde lydbarrieren er højt værdsat i dag. Så flyet, som Chuck Yeager først overvandt det, er nu udstillet på National Museum of Aeronautics and Cosmonautics, som er i Washington. Men de tekniske parametre i denne menneskelige opfindelse ville ikke være meget værd uden pilotens egenskaber. Chuck Yeager passerede flyveskolen og kæmpede i Europa, hvorefter han vendte tilbage til England. Unfair unddragelse fra flyene brød ikke Yegers ånd, og han opnåede optagelse fra øverstbefalende for Europas tropper. I de år, der var tilbage til krigens slutning, deltog Yeager i 64 combat sorties, hvor han skudt ned 13 fly. Tilbage hjem Chuck Yeager vendte tilbage med titlen på kaptajn. Hans beskrivelse viser fænomenal intuition, utrolig kølighed og udholdenhed i kritiske situationer. Mere end en gang satte Yeager op på sit fly. Hans videre karriere var i Luftvåben, hvor han gav uddannelse til piloter. Sidste gang Chuck Yeager overvejede lydbarrieren på 74, som var på halvtredsårsdagen for sin flyhistorie og for 1997.

Komplekse opgaver af skaberne af fly

Verdensberømte MiG-15-fly begyndte at blive skabt på et tidspunkt, hvor udviklerne indså, at det ikke er muligt at basere sig kun på at overvinde lydbarrieren, men komplekse tekniske opgaver bør løses. Som et resultat blev maskinen skabt så vellykket, at dens modifikationer blev brugt af forskellige lande. Flere forskellige designkontorer var involveret i en slags konkurrencekamp, hvor prisen var et patent for det mest succesfulde og funktionelle fly. Udviklet fly med fejede vinger, som var en revolution i deres design. Det ideelle apparat skulle være kraftigt, hurtigt og utroligt modstandsdygtigt over for eventuelle skader udefra. Flyets slyngede vinger blev et element, der hjalp dem tredobbelt lydens hastighed. Derefter fortsatte flyets hastighed til at stige, hvilket blev forklaret af stigningen i motorkraft, brugen af innovative materialer og optimering af aerodynamiske parametre. Overvågning af lydbarrieren blev mulig og rigtig selv for legeen, men det bliver ikke mindre farligt. Derfor bør enhver ekstremist rimeligt vurdere sine styrker, inden han beslutter sig for et sådant forsøg.