विमान द्वारा सुपरसोनिक बाधा पर काबू पाना। सुपरसोनिक का पुनर्जागरण जब नागरिक विमान फिर से ध्वनि अवरोध को तोड़ते हैं। सबसे असामान्य ध्वनि अवरोध तोड़ना

ध्वनि अवरोध एक ऐसी घटना है जो वायुमंडल में सबसोनिक से सुपरसोनिक उड़ान गति में संक्रमण के समय एक हवाई जहाज या रॉकेट की उड़ान के दौरान होती है। जब विमान की गति ध्वनि की गति (1200 किमी / घंटा) के करीब पहुंचती है, तो उसके सामने एक पतला क्षेत्र दिखाई देता है, जिसमें वायु वातावरण के दबाव और घनत्व में तेज वृद्धि होती है। उड़ान में एक हवाई जहाज के सामने हवा के इस संघनन को शॉक वेव कहा जाता है। जमीन पर, शॉक वेव के पारित होने को शॉट की आवाज़ के समान एक पॉप के रूप में माना जाता है। ध्वनि की गति को पार करने के बाद, विमान बढ़े हुए वायु घनत्व के इस क्षेत्र से गुजरता है, जैसे कि इसे छेदना - यह ध्वनि अवरोध को पार कर जाता है। लंबे समय तक, ध्वनि अवरोध पर काबू पाना विमानन के विकास में एक गंभीर समस्या प्रतीत होती थी। इसे हल करने के लिए, विमान के विंग के प्रोफाइल और आकार को बदलना आवश्यक था (यह पतला और बह गया), धड़ के सामने के हिस्से को अधिक नुकीला बनाने और जेट इंजन के साथ विमान की आपूर्ति करने के लिए। पहली बार, ध्वनि की गति को 1947 में सी. येजर द्वारा एक बोइंग बी-29 विमान से लॉन्च किए गए बेल एक्स-1 (यूएसए) तरल-प्रणोदक रॉकेट इंजन पर पार किया गया था। रूस में, 1948 में ध्वनि अवरोध को दूर करने वाला पहला पायलट O. V. Sokolovsky था जो एक प्रयोगात्मक La-176 विमान पर टर्बोजेट इंजन के साथ था।

वीडियो।

ध्वनि की गति।

छोटे दबाव की गड़बड़ी के प्रसार की गति (माध्यम के सापेक्ष)। एक आदर्श गैस में (उदाहरण के लिए, मध्यम तापमान और दबाव में हवा में) C. h. छोटे विक्षोभ के प्रसार की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है और विभिन्न आवृत्तियों () के मोनोक्रोमैटिक दोलनों और कमजोर सदमे तरंगों के लिए समान है। विचाराधीन अंतरिक्ष में बिंदु पर एक आदर्श गैस में, C. z. लेकिन केवल गैस की संरचना और उसके पूर्ण तापमान T पर निर्भर करता है:
ए = (डीपी / डी (()) 1/2 = ((() पी / (()) 1/2 = ((() आरटी / (()) 1/2,
जहाँ dp / d (() isentropic प्रक्रिया के लिए घनत्व के संबंध में दबाव का व्युत्पन्न है, (-) रुद्धोष्म घातांक है, R सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है, (-) आणविक भार है (हवा में a 20.1T1 / 2 मीटर / सेकंड 0 (डिग्री) सी ए = 332 मीटर / सेक) पर।
भौतिक-रासायनिक परिवर्तनों वाली गैस में, उदाहरण के लिए, एक अलग करने वाली गैस में, C. z. यह इस बात पर निर्भर करेगा कि कैसे - संतुलन या गैर-संतुलन में - ये प्रक्रियाएँ आक्रोश की लहर में आगे बढ़ती हैं। थर्मोडायनामिक संतुलन पर S. z. केवल गैस की संरचना, उसके तापमान और दबाव पर निर्भर करता है। भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाओं के एक गैर-संतुलन पाठ्यक्रम के साथ, ध्वनि का फैलाव होता है, अर्थात एस। जेड। न केवल पर्यावरण की स्थिति पर निर्भर करता है, बल्कि कंपन आवृत्ति () पर भी निर्भर करता है। उच्च आवृत्ति दोलन ((एमटी), ()) - विश्राम का समय) जमे हुए एस जेड से फैलता है। aj, कम आवृत्ति ((,) 0) - संतुलन के साथ S. z. एई, और एजे> एई। aj और ai के बीच का अंतर आमतौर पर छोटा होता है (हवा में T = 6000 (°) C और p = 105 Pa पर, यह लगभग 15% है)। S. के द्रवों में z. गैस की तुलना में बहुत अधिक (पानी में 1500 मीटर / सेकंड)

14 अक्टूबर 1947 को मानवता ने अगला मील का पत्थर पार किया। सीमा काफी वस्तुनिष्ठ है, एक विशिष्ट भौतिक मात्रा में व्यक्त की जाती है - हवा में ध्वनि की गति, जो पृथ्वी के वायुमंडल की परिस्थितियों में, 1100-1200 किमी / घंटा की सीमा में इसके तापमान और दबाव पर निर्भर करती है। अमेरिकी पायलट चार्ल्स एलवुड "चक" येजर, असाधारण साहस और उत्कृष्ट फोटोजेनेसिटी के साथ WWII के एक युवा अनुभवी, ने सुपरसोनिक गति पर विजय प्राप्त की, जिसकी बदौलत वह तुरंत अपनी मातृभूमि में लोकप्रिय हो गए, जैसे कि यूरी गगारिन 14 साल बाद थे।

और ध्वनि अवरोध को पार करने के लिए साहस की वास्तव में आवश्यकता थी। सोवियत पायलट इवान फेडोरोव, जिन्होंने एक साल बाद 1948 में येजर की उपलब्धि को दोहराया, ने उस समय की अपनी भावनाओं को याद किया: "ध्वनि अवरोध को दूर करने के लिए उड़ान से पहले, यह स्पष्ट हो गया कि इसके बाद जीवित रहने की कोई गारंटी नहीं थी। व्यवहार में कोई नहीं जानता था कि यह क्या था और क्या विमान की संरचना तत्वों के दबाव का सामना करेगी। लेकिन उन्होंने इस बारे में न सोचने की कोशिश की।"

वास्तव में, यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं था कि कार सुपरसोनिक गति से कैसे व्यवहार करेगी। विमान डिजाइनरों को अभी भी 30 के दशक के अचानक दुर्भाग्य की ताजा यादें थीं, जब विमान की गति में वृद्धि के साथ, उन्हें विमान की कठोर संरचनाओं और इसके दोनों में होने वाले स्पंदन - आत्म-दोलन की समस्या को तत्काल हल करना पड़ा। त्वचा, कुछ ही मिनटों में विमान को अलग कर देती है। प्रक्रिया एक हिमस्खलन की तरह विकसित हुई, तेजी से, पायलटों के पास उड़ान मोड को बदलने का समय नहीं था, और मशीनें हवा में अलग हो गईं। काफी लंबे समय तक, विभिन्न देशों के गणितज्ञ और डिजाइनर इस समस्या को हल करने के लिए संघर्ष करते रहे। अंत में, घटना का सिद्धांत तत्कालीन युवा रूसी गणितज्ञ मस्टीस्लाव वसेवोलोडोविच केल्डीश (1911-1978) द्वारा बनाया गया था, जो बाद में यूएसएसआर एकेडमी ऑफ साइंसेज के अध्यक्ष थे। इस सिद्धांत की मदद से अप्रिय घटना से हमेशा के लिए छुटकारा पाने का रास्ता खोजना संभव हो गया।

यह काफी समझ में आता है कि ध्वनि अवरोध से समान रूप से अप्रिय आश्चर्य की उम्मीद की गई थी। शक्तिशाली कंप्यूटरों की अनुपस्थिति में वायुगतिकी के जटिल अंतर समीकरणों का संख्यात्मक समाधान असंभव था, और पवन सुरंगों में मॉडलों को "उड़ाने" पर निर्भर रहना पड़ता था। लेकिन गुणात्मक दृष्टि से यह स्पष्ट था कि जब ध्वनि की गति पहुँच जाती है, तो वायुयान के पास एक शॉक वेव उत्पन्न होती है। सबसे महत्वपूर्ण क्षण ध्वनि अवरोध पर काबू पाना है, जब विमान की गति की तुलना ध्वनि की गति से की जाती है। इस समय, लहर के सामने के विपरीत पक्षों पर दबाव का अंतर तेजी से बढ़ता है, और यदि क्षण एक पल से अधिक समय तक रहता है, तो विमान एक स्पंदन से भी बदतर नहीं हो सकता है। कभी-कभी, अपर्याप्त त्वरण के साथ ध्वनि अवरोध पर काबू पाने पर, विमान द्वारा बनाई गई शॉक वेव नीचे की जमीन पर घरों की खिड़कियों से कांच को भी गिरा देती है।

एक हवाई जहाज की गति और ध्वनि की गति के अनुपात को मच संख्या (प्रसिद्ध जर्मन मैकेनिक और दार्शनिक अर्न्स्ट मच के बाद) कहा जाता है। ध्वनि अवरोध को पार करते समय, यह पायलट को लगता है कि संख्या M एक छलांग में इकाई पर कूदता है: चक येजर ने देखा कि कैसे महोमीटर सुई 0.98 से 1.02 तक कूद गई, जिसके बाद कॉकपिट में एक "दिव्य" सन्नाटा छा गया - वास्तव में , ऐसा लग रहा था: बस एक स्तर कॉकपिट में ध्वनि दबाव कई बार गिर जाता है। "ध्वनि से शुद्धि" का यह क्षण बहुत कपटी है, इसमें कई परीक्षकों की जान चली गई। लेकिन उसके एक्स-1 विमान के टूटने का खतरा ज्यादा नहीं था।

जनवरी 1946 में बेल एयरक्राफ्ट द्वारा निर्मित X-1, एक शुद्ध शोध विमान था जिसे ध्वनि अवरोध को तोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया था और कुछ नहीं। इस तथ्य के बावजूद कि कार को रक्षा मंत्रालय द्वारा आदेश दिया गया था, हथियारों के बजाय, यह वैज्ञानिक उपकरणों से भरा हुआ था जो इकाइयों, उपकरणों और तंत्र के संचालन के तरीकों की निगरानी करता है। X-1 आधुनिक क्रूज मिसाइल की तरह था। इसमें 2722 किलो के जोर के साथ एक रिएक्शन मोटर्स रॉकेट इंजन था। अधिकतम टेक-ऑफ वजन 6078 किलोग्राम है। लंबाई - 9.45 मीटर, ऊंचाई - 3.3 मीटर, पंखों का फैलाव - 8.53 मीटर। अधिकतम गति - 2736 किमी / घंटा 18290 मीटर की ऊंचाई पर। वाहन को B-29 रणनीतिक बमवर्षक से लॉन्च किया गया था और एक सूखी नमक झील पर स्टील "स्की" पर उतरा।

इसके पायलट के "सामरिक और तकनीकी पैरामीटर" कम प्रभावशाली नहीं हैं। चक येजर का जन्म 13 फरवरी 1923 को हुआ था। स्कूल के बाद, वह एक फ्लाइट स्कूल गया, और स्नातक होने के बाद वह यूरोप में लड़ने गया। एक मेसर्शचिट-109 को मार गिराया। उन्हें खुद फ्रांस के आसमान में गोली मार दी गई थी, लेकिन उन्हें पक्षपातियों ने बचा लिया था। जैसे कुछ हुआ ही न हो, वह इंग्लैंड में बेस पर लौट आया। हालांकि, सतर्क प्रतिवाद सेवा ने कैद से चमत्कारी मुक्ति पर विश्वास नहीं करते हुए पायलट को उड़ानों से हटा दिया और उसे पीछे भेज दिया। महत्वाकांक्षी येजर को यूरोप में मित्र देशों की सेना के कमांडर-इन-चीफ जनरल आइजनहावर से स्वागत मिला, जो येजर को मानते थे। और वह गलत नहीं था - युद्ध के अंत तक शेष छह महीनों में, युवा पायलट ने 64 उड़ानें भरीं, 13 दुश्मन विमानों को मार गिराया, 4 एक लड़ाई में। और वह एक उत्कृष्ट डोजियर के साथ कप्तान के पद के साथ अपनी मातृभूमि लौट आया, जिसने संकेत दिया कि उसके पास किसी भी महत्वपूर्ण स्थिति में असाधारण उड़ान अंतर्ज्ञान, अविश्वसनीय संयम और अद्भुत सहनशक्ति है। इस तरह की विशेषता के लिए धन्यवाद, उन्हें सुपरसोनिक परीक्षकों की टीम में शामिल किया गया था, जिन्हें बाद में अंतरिक्ष यात्रियों के रूप में सावधानी से चुना और प्रशिक्षित किया गया था।

अपनी पत्नी के नाम पर X-1 ग्लैमरस ग्लेनिस का नाम बदलकर, येजर ने एक से अधिक बार इस पर रिकॉर्ड बनाए हैं। अक्टूबर 1947 के अंत में, पिछला ऊंचाई रिकॉर्ड गिर गया - 21,372 मीटर। दिसंबर 1953 में, मशीन के एक नए संशोधन, X-1A ने 2.35 M - लगभग 2,800 किमी / घंटा की गति विकसित की, और छह महीने बाद यह 27,430 मीटर की ऊंचाई तक बढ़ गया। यह कई लड़ाकू विमानों का परीक्षण था, जिन्हें श्रृंखला में लॉन्च किया गया था और हमारे मिग -15 के रनिंग-इन, कोरियाई युद्ध के दौरान कब्जा कर लिया गया और अमेरिका ले जाया गया। इसके बाद, येजर ने संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप और एशिया में अमेरिकी ठिकानों पर वायु सेना की विभिन्न परीक्षण इकाइयों की कमान संभाली, वियतनाम में शत्रुता में भाग लिया और पायलटों को प्रशिक्षित किया। वह फरवरी 1975 में ब्रिगेडियर जनरल के पद से सेवानिवृत्त हुए, अपनी बहादुर सेवा के दौरान 10 हजार घंटे की उड़ान भरने के बाद, 180 विभिन्न सुपरसोनिक मॉडलों का परीक्षण किया और आदेशों और पदकों का एक अनूठा संग्रह एकत्र किया। 80 के दशक के मध्य में, एक वीर व्यक्ति की जीवनी पर आधारित एक फिल्म की शूटिंग की गई थी, जो ध्वनि अवरोध को जीतने वाला दुनिया का पहला व्यक्ति था, और उसके बाद चक येजर एक नायक भी नहीं, बल्कि एक राष्ट्रीय अवशेष बन गया। वह आखिरी बार 14 अक्टूबर 1997 को एफ-16 में बैठे थे और अपनी ऐतिहासिक उड़ान की पचासवीं वर्षगांठ पर ध्वनि अवरोध को तोड़ दिया था। येजर तब 74 साल के थे। सामान्य तौर पर, जैसा कि कवि ने कहा, नाखून इन लोगों से बने होंगे।

समुद्र के दूसरी तरफ ऐसे कई लोग हैं ... सोवियत डिजाइनरों ने उसी समय अमेरिकी लोगों की तरह ध्वनि अवरोध को जीतने की कोशिश करना शुरू कर दिया। लेकिन उनके लिए यह अपने आप में एक अंत नहीं था, बल्कि एक व्यावहारिक कार्य था। यदि X-1 एक विशुद्ध रूप से शोध वाहन था, तो हमारे ध्वनि अवरोध को प्रोटोटाइप सेनानियों पर धावा बोल दिया गया था, जिन्हें वायु सेना की इकाइयों से लैस करने के लिए श्रृंखला में रखा जाना था।

कई डिज़ाइन ब्यूरो प्रतियोगिता में शामिल हुए - लावोच्किन डिज़ाइन ब्यूरो, मिकोयान डिज़ाइन ब्यूरो और याकोवलेव डिज़ाइन ब्यूरो - जिसमें स्वेप्ट-विंग विमान समानांतर में विकसित किए गए थे, जो तब एक क्रांतिकारी डिज़ाइन निर्णय था। वे इस क्रम में सुपरसोनिक फिनिश पर आए: ला-176 (1948), मिग-15 (1949), याक-50 (1950)। हालाँकि, वहाँ समस्या को एक जटिल संदर्भ में हल किया गया था: एक सैन्य वाहन में न केवल उच्च गति होनी चाहिए, बल्कि कई अन्य गुण भी होने चाहिए - गतिशीलता, उत्तरजीविता, न्यूनतम पूर्व-उड़ान तैयारी समय, शक्तिशाली हथियार, प्रभावशाली गोला-बारूद, आदि। आदि। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि सोवियत काल में, राज्य स्वीकृति आयोगों का निर्णय अक्सर न केवल उद्देश्य कारकों से प्रभावित होता था, बल्कि डेवलपर्स के राजनीतिक युद्धाभ्यास से जुड़े व्यक्तिपरक क्षणों से भी प्रभावित होता था। परिस्थितियों के इस सभी संयोजन ने इस तथ्य को जन्म दिया कि मिग -15 लड़ाकू को श्रृंखला में लॉन्च किया गया था, जिसने 50 के दशक के सैन्य अभियानों के स्थानीय क्षेत्रों में खुद को पूरी तरह से दिखाया। कोरिया में जब्त की गई यह कार थी, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, कि चक येजर "चारों ओर चला गया"।

ला-176 में, उस समय के लिए विंग के रिकॉर्ड स्वीप का इस्तेमाल किया गया था, जो 45 डिग्री के बराबर था। VK-1 टर्बोजेट इंजन ने 2,700 किलोग्राम का जोर दिया। लंबाई - 10.97 मीटर, विंगस्पैन - 8.59 मीटर, विंग एरिया 18.26 वर्ग मीटर। टेकऑफ़ वजन - 4636 किलो। छत 15,000 मीटर है। उड़ान सीमा 1,000 किमी है। आयुध - एक 37 मिमी की तोप और दो 23 मिमी की तोप। वाहन 1948 के पतन में तैयार था, दिसंबर में, क्रीमिया में साकी शहर के पास एक सैन्य हवाई क्षेत्र में इसका उड़ान परीक्षण शुरू हुआ। परीक्षणों की निगरानी करने वालों में भविष्य के शिक्षाविद व्लादिमीर वासिलीविच स्ट्रमिन्स्की (1914-1998) थे, प्रायोगिक विमान के पायलट कैप्टन ओलेग सोकोलोव्स्की और कर्नल इवान फेडोरोव थे, जिन्हें बाद में सोवियत संघ के हीरो का खिताब मिला। सोकोलोव्स्की, एक बेतुकी दुर्घटना से, चौथी उड़ान के दौरान मृत्यु हो गई, कॉकपिट चंदवा को बंद करना भूल गए।

कर्नल इवान फेडोरोव ने 26 दिसंबर, 1948 को ध्वनि अवरोध को तोड़ा। 10 हजार मीटर की ऊंचाई तक पहुंचने के बाद, उसने नियंत्रण छड़ी को उससे दूर कर दिया और गोता लगाने में तेजी लाने लगा। "मैं अपने 176 वें स्थान को एक महान ऊंचाई से तेज करता हूं," पायलट ने याद किया। - एक थकाऊ धीमी सीटी सुनाई देती है। गति में वृद्धि, विमान जमीन पर दौड़ता है। टैचीमीटर के पैमाने पर, तीर तीन अंकों की संख्या से चार अंकों की संख्या में बदल जाता है। विमान कांपता है जैसे बुखार में हो। और अचानक - मौन! ध्वनि अवरोध लिया जाता है। ऑसिलोग्राम के बाद के डिकोडिंग से पता चला है कि संख्या एम एक से अधिक हो गई है।" यह 7,000 मीटर की ऊंचाई पर हुआ, जहां 1.02M की गति दर्ज की गई।

भविष्य में, इंजन की शक्ति में वृद्धि, नई सामग्रियों के उपयोग और वायुगतिकीय मापदंडों के अनुकूलन के कारण मानवयुक्त विमानों की गति में लगातार वृद्धि जारी रही। हालाँकि, यह प्रक्रिया असीमित नहीं है। एक ओर, यह तर्कसंगतता के विचारों से बाधित होता है, जब ईंधन की खपत, विकास लागत, उड़ान सुरक्षा और अन्य निष्क्रिय विचारों को ध्यान में रखा जाता है। और यहां तक ​​​​कि सैन्य विमानन में, जहां पैसा और पायलट की सुरक्षा इतनी महत्वपूर्ण नहीं है, सबसे "फुर्तीली" मशीनों की गति 1.5M से 3M तक होती है। अधिक मानो आवश्यकता नहीं है। (जेट इंजन के साथ मानवयुक्त अंतरिक्ष यान के लिए गति रिकॉर्ड अमेरिकी टोही विमान SR-71 का है और 3.2M है।)

दूसरी ओर, एक दुर्गम थर्मल अवरोध है: एक निश्चित गति से, हवा के खिलाफ घर्षण द्वारा मशीन के शरीर का ताप इतनी जल्दी होता है कि इसकी सतह से गर्मी को दूर करना असंभव है। गणना से पता चलता है कि सामान्य दबाव में यह 10M के क्रम की गति से होना चाहिए।

फिर भी, 10M की सीमा अभी भी उसी एडवर्ड्स परीक्षण स्थल पर पहुंच गई थी। यह 2005 में हुआ था। रिकॉर्ड धारक Kh-43A मानव रहित रॉकेट विमान था, जिसे भविष्य के रॉकेट और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के चेहरे को मौलिक रूप से बदलने के लिए डिज़ाइन की गई एक नई प्रकार की तकनीक विकसित करने के लिए 7 साल के महत्वाकांक्षी हिपर-एक्स कार्यक्रम के हिस्से के रूप में निर्मित किया गया था। इसकी कीमत 230 मिलियन डॉलर है 33 हजार मीटर की ऊंचाई पर रिकॉर्ड बनाया गया था। ड्रोन एक नई त्वरण प्रणाली का उपयोग करता है। सबसे पहले, एक पारंपरिक ठोस-प्रणोदक रॉकेट पर काम किया जाता है, जिसकी मदद से X-43A 7M की गति तक पहुँचता है, और फिर एक नए प्रकार का इंजन चालू किया जाता है - एक हाइपरसोनिक रैमजेट इंजन (स्क्रैमजेट, या स्क्रमजेट), में जो सामान्य वायुमंडलीय वायु का उपयोग ऑक्सीकारक के रूप में किया जाता है, और ईंधन गैसीय हाइड्रोजन (एक अनियंत्रित विस्फोट की सर्वथा शास्त्रीय योजना) है।

कार्यक्रम के अनुसार, तीन मानव रहित मॉडल बनाए गए, जो असाइनमेंट पूरा करने के बाद समुद्र में डूब गए। अगले चरण में मानवयुक्त वाहनों का निर्माण शामिल है। उनका परीक्षण करने के बाद, "उपयोगी" उपकरणों की एक विस्तृत विविधता बनाते समय प्राप्त परिणामों को ध्यान में रखा जाएगा। नासा की जरूरतों के लिए विमानों के अलावा, हाइपरसोनिक सैन्य वाहन बनाए जाएंगे - बमवर्षक, टोही विमान और परिवहन विमान। बोइंग, जो हिपर-एक्स कार्यक्रम में भाग लेता है, 2030-2040 तक 250-यात्री हाइपरसोनिक एयरलाइनर बनाने की योजना बना रहा है। यह काफी समझ में आता है कि ऐसी कोई खिड़कियां नहीं होंगी जो इतनी गति से वायुगतिकी को तोड़ती हैं और थर्मल हीटिंग का सामना नहीं कर सकती हैं। पोरथोल के बजाय, गुजरने वाले बादलों की वीडियो रिकॉर्डिंग वाली स्क्रीन मानी जाती हैं।

इसमें कोई संदेह नहीं है कि इस प्रकार के परिवहन की मांग होगी, क्योंकि आगे, अधिक महंगा समय, जिसमें अधिक से अधिक भावनाएं, डॉलर अर्जित और आधुनिक जीवन के अन्य घटक प्रति यूनिट समय शामिल हैं। इस संबंध में, इसमें कोई संदेह नहीं है कि किसी दिन लोग एक दिवसीय तितलियों में बदल जाएंगे: एक दिन पूरे वर्तमान (बल्कि, पहले से ही कल) मानव जीवन जितना समृद्ध होगा। और हम मान सकते हैं कि कोई न कोई व्यक्ति मानवता के संबंध में हिपर-एक्स कार्यक्रम को लागू कर रहा है।

(कभी-कभी एक नहीं, शरीर के आकार पर निर्भर करता है)। बाईं ओर की तस्वीर मॉडल के धड़ की नोक पर, पंख के अग्रणी और अनुगामी किनारों पर और मॉडल के पीछे के छोर पर उत्पन्न सदमे तरंगों को दिखाती है।

शॉक वेव के सामने (कभी-कभी शॉक वेव भी कहा जाता है), जिसकी मोटाई बहुत कम होती है (मिलीमीटर के अंश), प्रवाह गुणों में कार्डिनल परिवर्तन लगभग अचानक होते हैं - शरीर के सापेक्ष इसका वेग कम हो जाता है और सबसोनिक हो जाता है, प्रवाह में दबाव और गैस का तापमान अचानक बढ़ जाता है। प्रवाह की गतिज ऊर्जा का एक भाग गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। ये सभी परिवर्तन जितने अधिक होते हैं, सुपरसोनिक प्रवाह की गति उतनी ही अधिक होती है। हाइपरसोनिक गति (मच संख्या = 5 और अधिक) पर, गैस का तापमान कई हज़ार केल्विन तक पहुँच जाता है, जो ऐसी गति से चलने वाले वाहनों के लिए गंभीर समस्याएँ पैदा करता है (उदाहरण के लिए, कोलंबिया शटल 1 फरवरी, 2003 को थर्मल सुरक्षात्मक क्षति के कारण ढह गई) उड़ान के दौरान खोल)।

शॉक वेव का अगला भाग धीरे-धीरे लगभग नियमित शंक्वाकार आकार लेता है क्योंकि यह उपकरण से दूर जाता है, शंकु के शीर्ष से बढ़ती दूरी के साथ इसके पार दबाव कम होता जाता है, और शॉक वेव ध्वनि तरंग में बदल जाता है। शंकु के अक्ष और जनक के बीच का कोण α (\ डिस्प्लेस्टाइल \ अल्फा)संबंध द्वारा मच संख्या से संबंधित है

पाप α = 1 एम। (\ डिस्प्लेस्टाइल \ पाप \ अल्फा = (\ फ्रैक (1) (एम))।)

जब यह तरंग एक प्रेक्षक तक पहुँचती है, उदाहरण के लिए, पृथ्वी पर, वह एक विस्फोट के समान तेज आवाज सुनता है। एक आम गलत धारणा यह है कि यह ध्वनि की गति तक पहुंचने वाले विमान का परिणाम है, या "ध्वनि अवरोध को तोड़ना" है। वास्तव में, इस समय, पर्यवेक्षक द्वारा एक शॉक वेव गुजरती है, जो लगातार सुपरसोनिक गति से चलते हुए एक विमान के साथ होती है। आमतौर पर, "पॉप" के तुरंत बाद, प्रेक्षक विमान के इंजनों की गर्जना सुन सकता है, जो तब तक सुनाई नहीं देता जब तक कि शॉक वेव पास नहीं हो जाता, क्योंकि विमान अपनी आवाज़ की तुलना में तेज़ी से आगे बढ़ता है। सबसोनिक उड़ान के दौरान एक बहुत ही समान अवलोकन होता है - एक उच्च ऊंचाई (1 किमी से अधिक) पर पर्यवेक्षक के ऊपर उड़ने वाला एक हवाई जहाज नहीं सुना जाता है, या हम इसे देरी से सुनते हैं: ध्वनि स्रोत की दिशा के साथ मेल नहीं खाती है जमीन से प्रेक्षक के लिए दृश्यमान हवाई जहाज की दिशा।

तोपखाने की आग के दौरान एक समान घटना देखी जा सकती है: बंदूक के सामने कई किलोमीटर की दूरी पर एक पर्यवेक्षक पहले एक शॉट की फ्लैश देख सकता है, थोड़ी देर बाद एक प्रक्षेप्य उड़ान की "गड़गड़ाहट" सुनता है (और उसके कुछ सेकंड बाद - शोर यह बनाता है)।

लहर संकट

लहर संकट एक विमान के चारों ओर वायु प्रवाह की प्रकृति में बदलाव है जब उड़ान की गति ध्वनि की गति के करीब पहुंचती है, साथ में, एक नियम के रूप में, वाहन की वायुगतिकीय विशेषताओं में गिरावट के साथ - ड्रैग में वृद्धि, में कमी लिफ्ट, कंपन की उपस्थिति, आदि।

पहले से ही द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, लड़ाकू विमानों की गति ध्वनि की गति के करीब पहुंचने लगी थी। उसी समय, पायलटों ने कभी-कभी उस समय समझ से बाहर और अधिकतम गति से उड़ान भरने पर उनकी कारों के साथ होने वाली खतरनाक घटनाओं का निरीक्षण करना शुरू कर दिया। अमेरिकी वायु सेना के पायलट से उसके कमांडर जनरल अर्नोल्ड को एक भावनात्मक रिपोर्ट है:

महोदय, हमारे विमान पहले से ही बहुत सख्त हैं। यदि इससे भी अधिक गति वाली कारें दिखाई देंगी, तो हम उन्हें उड़ा नहीं पाएंगे। पिछले हफ्ते मैंने अपनी मस्टैंग में एक Me-109 पर गोता लगाया। मेरा विमान वायवीय हथौड़े की तरह हिल गया और पतवारों का पालन नहीं किया। मैं उसे किसी भी तरह से उसके गोता से बाहर नहीं निकाल सका। जमीन से महज तीन सौ मीटर की दूरी पर मैंने मुश्किल से कार को समतल किया...

युद्ध के बाद, जब कई विमान डिजाइनरों और परीक्षण पायलटों ने मनोवैज्ञानिक रूप से महत्वपूर्ण निशान तक पहुंचने के लिए लगातार प्रयास किए - ध्वनि की गति, ये समझ से बाहर होने वाली घटनाएं आदर्श बन गईं, और इनमें से कई प्रयास दुखद रूप से समाप्त हो गए। इसने रहस्यवाद की अभिव्यक्ति "ध्वनि बाधा" (फ्रेंच मूर डू सोन, जर्मन शलमाउर - ध्वनि दीवार) से रहित नहीं होने को जन्म दिया। निराशावादियों ने तर्क दिया कि इस सीमा को पार नहीं किया जा सकता है, हालांकि उत्साही लोगों ने अपने जीवन को खतरे में डालकर बार-बार ऐसा करने की कोशिश की है। गैस की सुपरसोनिक गति के बारे में वैज्ञानिक विचारों के विकास ने न केवल "ध्वनि अवरोध" की प्रकृति की व्याख्या करना संभव बनाया, बल्कि इसे दूर करने के साधन भी खोजे।

विमान के धड़, पंख और पूंछ के चारों ओर सबसोनिक प्रवाह के साथ, प्रवाह के स्थानीय त्वरण के क्षेत्र उनके समोच्च के उत्तल वर्गों पर दिखाई देते हैं। जब विमान की उड़ान की गति ध्वनि की गति के करीब पहुंचती है, तो प्रवाह त्वरण क्षेत्रों में स्थानीय वायु गति ध्वनि की गति (छवि 1 ए) से थोड़ी अधिक हो सकती है। त्वरण क्षेत्र को पार करने के बाद, प्रवाह धीमा हो जाता है, एक सदमे की लहर के अपरिहार्य गठन के साथ (यह सुपरसोनिक प्रवाह की संपत्ति है: सुपरसोनिक से सबसोनिक वेग में संक्रमण हमेशा एक झटके की लहर के गठन के साथ होता है)। इन शॉक वेव्स की तीव्रता कम होती है - उनके मोर्चों पर दबाव कम होता है, लेकिन वे वाहन की सतह पर विभिन्न बिंदुओं पर कई में तुरंत उठते हैं, और साथ में वे नाटकीय रूप से इसके चारों ओर इसके प्रवाह की प्रकृति को बदल देते हैं, एक के साथ इसकी उड़ान विशेषताओं में गिरावट: विंग की लिफ्ट कम हो जाती है, वायु पतवार और एलेरॉन अपनी प्रभावशीलता खो देते हैं, तंत्र बेकाबू हो जाता है, और यह सब बेहद अस्थिर है, एक मजबूत कंपन है। इस घटना को कहा जाता है लहर संकट... जब वाहन का वेग सुपरसोनिक (> 1) हो जाता है, तो प्रवाह फिर से स्थिर हो जाता है, हालांकि इसका चरित्र मौलिक रूप से बदल जाता है (चित्र 1 बी)।

अपेक्षाकृत मोटी प्रोफ़ाइल वाले पंखों में, लहर संकट की स्थिति में, दबाव का केंद्र तेजी से पीछे की ओर खिसक जाता है, जिसके परिणामस्वरूप विमान की नाक "भारी" हो जाती है। ऐसे विंग के साथ पिस्टन सेनानियों के पायलट, जिन्होंने अधिकतम शक्ति पर एक महान ऊंचाई से एक गोता में अधिकतम गति तक पहुंचने की कोशिश की, जब "ध्वनि अवरोध" के पास पहुंचकर लहर संकट का शिकार हो गया - इसमें एक बार, इसे प्राप्त करना असंभव था गति को बुझाए बिना गोता से बाहर निकला, जो बदले में एक गोता में करना बहुत मुश्किल था। रूसी विमानन के इतिहास में क्षैतिज उड़ान से गोता लगाने का सबसे प्रसिद्ध मामला बख्चिवंदज़ी तबाही है जब बीआई -1 मिसाइल का अधिकतम गति से परीक्षण किया गया था। सबसे अच्छे सीधे-पंख वाले WWII सेनानियों, जैसे कि P-51 मस्टैंग या Me-109, में 700-750 किमी / घंटा की गति से शुरू होने वाला एक उच्च-ऊंचाई वाला लहर संकट था। उसी समय, इसी अवधि के Messerschmitt जेट Me.262 और Me.163 में एक स्वेप्ट विंग था, जिसकी बदौलत वे बिना किसी समस्या के 800 किमी / घंटा से अधिक की गति तक पहुँच गए। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि क्षैतिज उड़ान में एक पारंपरिक प्रोपेलर वाला विमान ध्वनि की गति के करीब गति तक नहीं पहुंच सकता है, क्योंकि प्रोपेलर ब्लेड लहर संकट क्षेत्र में आते हैं और विमान की तुलना में बहुत पहले अपनी दक्षता खो देते हैं। कृपाण ब्लेड वाले सुपरसोनिक प्रोपेलर इस समस्या को हल करने में सक्षम हैं, लेकिन फिलहाल ऐसे प्रोपेलर तकनीकी शब्दों में बहुत जटिल हैं और बहुत शोर करते हैं, इसलिए उनका उपयोग व्यवहार में नहीं किया जाता है।

सोनिक (800 किमी / घंटा से अधिक) के करीब एक मंडराती उड़ान गति के साथ आधुनिक सबसोनिक विमान आमतौर पर पतले प्रोफाइल के साथ बहते पंखों और पूंछ के साथ किया जाता है, जो उस गति की अनुमति देता है जिस पर लहर संकट उच्च मूल्यों की ओर बढ़ना शुरू होता है। सुपरसोनिक विमान, जिन्हें सुपरसोनिक गति प्राप्त करते हुए लहर संकट खंड से गुजरना पड़ता है, में सबसोनिक से संरचनात्मक अंतर होते हैं, जो सुपरसोनिक वायु प्रवाह की ख़ासियत से जुड़े होते हैं, और सुपरसोनिक उड़ान और लहर संकट में उत्पन्न होने वाले भार का सामना करने की आवश्यकता के साथ, विशेष रूप से - हीरे के आकार या त्रिकोणीय प्रोफ़ाइल के साथ योजना विंग में त्रिकोणीय।

छवि कॉपीराइटएसपीएल

जल वाष्प के घने शंकु में जेट लड़ाकू विमानों की शानदार तस्वीरों को अक्सर ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाला विमान कहा जाता है। लेकिन यह एक गलती है. पर्यवेक्षक घटना के सही कारण के बारे में बात करता है।

इस शानदार घटना को फोटोग्राफरों और वीडियोग्राफरों ने बार-बार कैद किया है। एक सैन्य जेट विमान कई सौ किलोमीटर प्रति घंटे की तेज गति से जमीन पर यात्रा करता है।

जैसे ही लड़ाकू तेज होता है, उसके चारों ओर घनीभूत घनीभूत शंकु बनने लगता है; ऐसा लगता है कि विमान एक कॉम्पैक्ट क्लाउड के अंदर है।

ऐसी तस्वीरों के तहत कल्पना को परेशान करने वाले कैप्शन अक्सर दावा करते हैं कि हमारे पास हमारे सामने एक सोनिक बूम के दृश्य प्रमाण हैं जब एक विमान सुपरसोनिक गति तक पहुंचता है।

वास्तव में यह सच नहीं है। हम तथाकथित प्रांड्ल-ग्लौर्ट प्रभाव का निरीक्षण करते हैं - एक भौतिक घटना जो तब होती है जब एक विमान ध्वनि की गति तक पहुंचता है। यह ध्वनि अवरोध को तोड़ने से संबंधित नहीं है।

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विमान निर्माण के विकास के साथ, वायुगतिकीय रूप अधिक सुव्यवस्थित हो गए, और विमान की गति में लगातार वृद्धि हुई - विमान ने अपने आसपास की हवा के साथ ऐसा करना शुरू कर दिया कि उनके धीमे और बोझिल पूर्ववर्ती सक्षम नहीं थे।

रहस्यमय शॉक वेव्स जो कम-उड़ान वाले विमानों के चारों ओर बनती हैं क्योंकि वे ध्वनि की गति के करीब पहुंचते हैं और फिर ध्वनि अवरोध को तोड़ते हैं, यह दर्शाता है कि ऐसी गति पर हवा बहुत अजीब तरीके से व्यवहार करती है।

तो संघनन के ये रहस्यमय बादल क्या हैं?

छवि कॉपीराइटगेट्टीतस्वीर का शीर्षक गर्म, आर्द्र वातावरण में उड़ते समय प्रांदल-ग्लौर्ट प्रभाव सबसे अधिक स्पष्ट होता है

रॉयल सोसाइटी ऑफ एरोनॉटिक्स के वायुगतिकीय समूह के अध्यक्ष रॉड इरविन के अनुसार, जिन स्थितियों में भाप का शंकु होता है, वे ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले विमान से तुरंत पहले होते हैं। हालांकि, यह घटना आमतौर पर ध्वनि की गति से थोड़ी कम गति से ली जाती है।

उच्च ऊंचाई पर वायु की सतह की परतें वायुमंडल की तुलना में घनी होती हैं। कम ऊंचाई पर उड़ते समय, घर्षण और खिंचाव बढ़ जाता है।

वैसे, पायलटों को भूमि के ऊपर ध्वनि अवरोध को पार करने की मनाही है। इरविन बताते हैं, "आप समुद्र के ऊपर सुपरसोनिक पर जा सकते हैं, लेकिन ठोस सतह पर नहीं।" "वैसे, यह परिस्थिति सुपरसोनिक यात्री लाइनर कॉनकॉर्ड के लिए एक समस्या थी - इसके चालू होने के बाद प्रतिबंध लगाया गया था, और चालक दल था केवल पानी के ऊपर सुपरसोनिक गति विकसित करने की अनुमति है। सतह "।

इसके अलावा, जब कोई विमान सुपरसोनिक ध्वनि में प्रवेश करता है तो ध्वनि बूम को दृष्टिगत रूप से दर्ज करना बेहद मुश्किल होता है। आप इसे नंगी आंखों से नहीं देख सकते - केवल विशेष उपकरणों की मदद से।

पवन सुरंगों में सुपरसोनिक गति से उड़ाए गए मॉडलों की तस्वीरों के लिए, विशेष दर्पणों का उपयोग आमतौर पर शॉक वेव के गठन के कारण होने वाले प्रकाश प्रतिबिंब में अंतर का पता लगाने के लिए किया जाता है।

छवि कॉपीराइटगेट्टीतस्वीर का शीर्षक हवा के दबाव में गिरावट के साथ, हवा का तापमान कम हो जाता है और उसमें निहित नमी घनीभूत हो जाती है

मॉडल के चारों ओर उत्पन्न शॉक वेव्स (या, जैसा कि उन्हें शॉक वेव्स भी कहा जाता है) की कल्पना करने के लिए तथाकथित स्कलीरेन विधि (या टेप्लर की विधि) द्वारा प्राप्त तस्वीरों का उपयोग किया जाता है।

उड़ाने के दौरान मॉडलों के चारों ओर संघनन शंकु नहीं बनाए जाते हैं, क्योंकि पवन सुरंगों में उपयोग की जाने वाली हवा पहले से सूख जाती है।

जल वाष्प शंकु सदमे तरंगों से जुड़े होते हैं (और उनमें से कई हैं) जो विमान के चारों ओर बनते हैं क्योंकि यह गति प्राप्त करता है।

जब विमान की गति ध्वनि की गति (समुद्र तल पर लगभग 1234 किमी/घंटा) के करीब पहुंचती है, तो स्थानीय दबाव और उसके चारों ओर बहने वाली हवा के तापमान में अंतर होता है।

नतीजतन, हवा नमी बनाए रखने की अपनी क्षमता खो देती है, और संक्षेपण एक शंकु के रूप में बनता है, जैसे इस वीडियो पर.

"वाष्प का दृश्य शंकु एक शॉक वेव के कारण होता है, जो विमान के चारों ओर हवा में एक अंतर दबाव और तापमान बनाता है," इरविन कहते हैं।

घटना की सबसे सफल तस्वीरों में से कई ने अमेरिकी नौसेना के विमानों पर कब्जा कर लिया है, जो आश्चर्य की बात नहीं है कि समुद्र की सतह के पास गर्म, आर्द्र हवा प्रांड्ल-ग्लौर्ट प्रभाव को बढ़ाती है।

इस तरह की चालें अक्सर एफ / ए -18 हॉर्नेट लड़ाकू-बमवर्षकों द्वारा की जाती हैं, जो अमेरिकी नौसैनिक विमानन के मुख्य प्रकार के डेक-आधारित विमान हैं।

छवि कॉपीराइटएसपीएलतस्वीर का शीर्षक जब कोई विमान सुपरसोनिक ध्वनि से बाहर निकलता है तो संघनन का झटका नग्न आंखों से पता लगाना मुश्किल होता है

यूएस नेवी ब्लू एंजल्स एरोबैटिक टीम के सदस्य एक ही लड़ाकू वाहनों में उड़ान भरते हैं, कुशलता से युद्धाभ्यास करते हैं जिसमें विमान के चारों ओर एक संक्षेपण बादल बनता है।

घटना की शानदार प्रकृति के कारण, इसका उपयोग अक्सर नौसैनिक विमानन को लोकप्रिय बनाने के लिए किया जाता है। पायलट जानबूझकर समुद्र के ऊपर पैंतरेबाज़ी करते हैं, जहाँ प्रांदल-ग्लौर्ट प्रभाव की घटना के लिए परिस्थितियाँ सबसे इष्टतम हैं, और पेशेवर नौसैनिक फ़ोटोग्राफ़र पास में ड्यूटी पर हैं - आखिरकार, एक जेट विमान की स्पष्ट तस्वीर लेना असंभव है। एक साधारण स्मार्टफोन के साथ 960 किमी / घंटा की गति।

संघनन बादल तथाकथित ट्रांसोनिक उड़ान मोड में सबसे प्रभावशाली दिखते हैं, जब हवा आंशिक रूप से सुपरसोनिक गति से विमान के चारों ओर बहती है, और आंशिक रूप से सबसोनिक गति से।

इरविन कहते हैं, "जरूरी नहीं कि विमान सुपरसोनिक गति से उड़ता है, लेकिन हवा अपने पंख की ऊपरी सतह के चारों ओर नीचे की तुलना में तेज गति से बहती है, जिससे स्थानीय शॉक वेव होता है।"

उनके अनुसार, प्रांड्ल-ग्लौर्ट प्रभाव होने के लिए, कुछ निश्चित जलवायु परिस्थितियों (अर्थात्, गर्म और आर्द्र हवा) की आवश्यकता होती है, जो वाहक-आधारित सेनानियों को अन्य विमानों की तुलना में अधिक बार सामना करना पड़ता है।

आपको बस एक पेशेवर फोटोग्राफर से सेवा के लिए पूछना है, और वोइला! - आपका विमान जल वाष्प के एक शानदार बादल से घिरा हुआ था, जिसे हम में से कई लोग सुपरसोनिक में जाने के संकेत के लिए गलती करते हैं।

• आप इसे वेबसाइट पर पढ़ सकते हैं

(कभी-कभी एक नहीं, शरीर के आकार पर निर्भर करता है)। फोटो मॉडल के धड़ की नोक पर, विंग के अग्रणी और अनुगामी किनारों पर और मॉडल के पीछे के छोर पर उत्पन्न शॉक वेव्स को दिखाता है।

सदमे के मोर्चे पर (कभी-कभी शॉक वेव भी कहा जाता है), जिसमें बहुत छोटी मोटाई (मिमी के अंश) होती है, प्रवाह गुणों में कार्डिनल परिवर्तन लगभग अचानक होते हैं - शरीर के सापेक्ष इसका वेग कम हो जाता है और सबसोनिक हो जाता है, दबाव में प्रवाह और गैस का तापमान अचानक बढ़ जाता है। प्रवाह की गतिज ऊर्जा का एक भाग गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। ये सभी परिवर्तन जितने अधिक होते हैं, सुपरसोनिक प्रवाह की गति उतनी ही अधिक होती है। हाइपरसोनिक गति (मच 5 और उससे अधिक) पर, गैस का तापमान कई हजार डिग्री तक पहुंच जाता है, जो ऐसी गति से चलने वाले वाहनों के लिए गंभीर समस्याएं पैदा करता है (उदाहरण के लिए, कोलंबिया शटल 1 फरवरी, 2003 को थर्मल सुरक्षात्मक खोल को नुकसान के कारण ढह गया था। उड़ान के दौरान उत्पन्न हुआ)।

शॉक वेव का अगला भाग धीरे-धीरे लगभग नियमित शंक्वाकार आकार लेता है क्योंकि यह उपकरण से दूर जाता है, शंकु के शीर्ष से बढ़ती दूरी के साथ इसके पार दबाव कम होता जाता है, और शॉक वेव ध्वनि तरंग में बदल जाता है। शंकु की धुरी और जनक के बीच का कोण मच संख्या से अनुपात से संबंधित है:

जब यह तरंग एक प्रेक्षक तक पहुँचती है, उदाहरण के लिए, पृथ्वी पर, वह एक विस्फोट के समान तेज आवाज सुनता है। एक आम गलत धारणा यह है कि यह ध्वनि की गति तक पहुंचने वाले विमान का परिणाम है, या "ध्वनि अवरोध को तोड़ना" है। वास्तव में, इस समय, पर्यवेक्षक द्वारा एक शॉक वेव गुजरती है, जो लगातार सुपरसोनिक गति से चलते हुए एक विमान के साथ होती है। आमतौर पर, "पॉप" के तुरंत बाद, पर्यवेक्षक विमान के इंजनों की गर्जना सुन सकता है, जो तब तक श्रव्य नहीं है जब तक कि शॉक वेव पास नहीं हो जाता, क्योंकि विमान इसके द्वारा उत्सर्जित ध्वनियों की तुलना में तेजी से चलता है। सबसोनिक उड़ान के दौरान एक बहुत ही समान अवलोकन होता है - एक उच्च ऊंचाई (1 किमी से अधिक) पर पर्यवेक्षक के ऊपर उड़ने वाला विमान श्रव्य नहीं है, या हम इसे देरी से सुनते हैं: ध्वनि स्रोत की दिशा के साथ मेल नहीं खाता है जमीन से प्रेक्षक के लिए दृश्य तल की दिशा।

लहर संकट

लहर संकट एक विमान के चारों ओर वायु प्रवाह की प्रकृति में बदलाव है जब उड़ान की गति ध्वनि की गति के करीब पहुंचती है, साथ में, एक नियम के रूप में, वाहन की वायुगतिकीय विशेषताओं में गिरावट के साथ - ड्रैग में वृद्धि, में कमी लिफ्ट, कंपन की उपस्थिति, आदि।

पहले से ही द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, लड़ाकू विमानों की गति ध्वनि की गति के करीब पहुंचने लगी थी। उसी समय, पायलटों ने कभी-कभी उस समय समझ से बाहर और अधिकतम गति से उड़ान भरने पर उनकी कारों के साथ होने वाली खतरनाक घटनाओं का निरीक्षण करना शुरू कर दिया। अमेरिकी वायु सेना के पायलट से उसके कमांडर जनरल अर्नोल्ड को एक भावनात्मक रिपोर्ट है:

"सर, हमारे विमान पहले से ही बहुत सख्त हैं। यदि इससे भी अधिक गति वाली कारें दिखाई देंगी, तो हम उन्हें उड़ा नहीं पाएंगे। पिछले हफ्ते मैंने अपनी मस्टैंग में एक Me-109 पर गोता लगाया। मेरा विमान वायवीय हथौड़े की तरह हिल गया और पतवारों का पालन नहीं किया। मैं उसे किसी भी तरह से उसके गोता से बाहर नहीं निकाल सका। जमीन से सिर्फ तीन सौ मीटर की दूरी पर, मैंने मुश्किल से कार को समतल किया ... ”।

युद्ध के बाद, जब कई विमान डिजाइनरों और परीक्षण पायलटों ने मनोवैज्ञानिक रूप से महत्वपूर्ण निशान तक पहुंचने के लिए लगातार प्रयास किए - ध्वनि की गति, ये समझ से बाहर होने वाली घटनाएं आदर्श बन गईं, और इनमें से कई प्रयास दुखद रूप से समाप्त हो गए। इसने रहस्यवाद की अभिव्यक्ति "ध्वनि अवरोध" (fr। मुर डू बेटा, यह। शालमौएर- ध्वनि दीवार)। निराशावादियों ने तर्क दिया कि इस सीमा को पार नहीं किया जा सकता है, हालांकि उत्साही लोगों ने अपने जीवन को खतरे में डालकर बार-बार ऐसा करने की कोशिश की है। गैस की सुपरसोनिक गति के बारे में वैज्ञानिक विचारों के विकास ने न केवल "ध्वनि अवरोध" की प्रकृति की व्याख्या करना संभव बनाया, बल्कि इसे दूर करने के साधन भी खोजे।

विमान के धड़, पंख और पूंछ के चारों ओर सबसोनिक प्रवाह के साथ, प्रवाह के स्थानीय त्वरण के क्षेत्र उनके समोच्च के उत्तल वर्गों पर दिखाई देते हैं। जब विमान की उड़ान की गति ध्वनि की गति के करीब पहुंचती है, तो प्रवाह त्वरण क्षेत्रों में स्थानीय वायु गति ध्वनि की गति (छवि 1 ए) से थोड़ी अधिक हो सकती है। त्वरण क्षेत्र को पार करने के बाद, प्रवाह धीमा हो जाता है, एक सदमे की लहर के अपरिहार्य गठन के साथ (यह सुपरसोनिक प्रवाह की संपत्ति है: सुपरसोनिक से सबसोनिक वेग में संक्रमण हमेशा एक झटके की लहर के गठन के साथ होता है)। इन शॉक वेव्स की तीव्रता कम होती है - उनके मोर्चों पर दबाव कम होता है, लेकिन वे वाहन की सतह पर विभिन्न बिंदुओं पर कई में तुरंत उठते हैं, और साथ में वे नाटकीय रूप से इसके चारों ओर इसके प्रवाह की प्रकृति को बदल देते हैं, एक के साथ इसकी उड़ान विशेषताओं में गिरावट: विंग की लिफ्ट कम हो जाती है, वायु पतवार और एलेरॉन अपनी प्रभावशीलता खो देते हैं, तंत्र बेकाबू हो जाता है, और यह सब बेहद अस्थिर है, एक मजबूत कंपन है। इस घटना को कहा जाता है लहर संकट... जब वाहन का वेग सुपरसोनिक (> 1) हो जाता है, तो प्रवाह फिर से स्थिर हो जाता है, हालांकि इसका चरित्र मौलिक रूप से बदल जाता है (चित्र 1 बी)।

चावल। 1ए. करीब-से-ध्वनि प्रवाह में एअरोफ़ोइल।	चावल। 1बी. सुपरसोनिक प्रवाह में एअरोफ़ोइल।

अपेक्षाकृत मोटी प्रोफ़ाइल वाले पंखों के लिए, लहर संकट की स्थितियों में, दबाव का केंद्र तेजी से पीछे हट जाता है और विमान की नाक "भारी हो जाती है"। ऐसे विंग के साथ पिस्टन सेनानियों के पायलट, जिन्होंने अधिकतम शक्ति पर एक महान ऊंचाई से एक गोता में अधिकतम गति तक पहुंचने की कोशिश की, जब "ध्वनि अवरोध" के पास पहुंचकर लहर संकट का शिकार हो गया - इसमें एक बार, इसे प्राप्त करना असंभव था गति को बुझाए बिना गोता से बाहर निकला, जो बदले में एक गोता में करना बहुत मुश्किल था। रूसी विमानन के इतिहास में क्षैतिज उड़ान से गोता लगाने का सबसे प्रसिद्ध मामला बख्चिवंदज़ी तबाही है जब बीआई -1 मिसाइल का अधिकतम गति से परीक्षण किया गया था। सर्वश्रेष्ठ WWII सीधे-पंख वाले सेनानियों के लिए, जैसे कि P-51 मस्टैंग या Me-109, उच्च-ऊंचाई वाला लहर संकट 700-750 किमी / घंटा की गति से शुरू हुआ। उसी समय, इसी अवधि के Messerschmitt जेट Me.262 और Me.163 में एक स्वेप्ट विंग था, जिसकी बदौलत वे बिना किसी समस्या के 800 किमी / घंटा से अधिक की गति तक पहुँच गए। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि क्षैतिज उड़ान में एक पारंपरिक प्रोपेलर वाला विमान ध्वनि की गति के करीब गति तक नहीं पहुंच सकता है, क्योंकि प्रोपेलर ब्लेड लहर संकट क्षेत्र में आते हैं और विमान की तुलना में बहुत पहले अपनी दक्षता खो देते हैं। कृपाण ब्लेड वाले सुपरसोनिक प्रोपेलर इस समस्या को हल करने में सक्षम हैं, लेकिन फिलहाल ऐसे प्रोपेलर तकनीकी रूप से बहुत जटिल और बहुत शोर वाले हैं, यही वजह है कि इनका उपयोग व्यवहार में नहीं किया जाता है।

सोनिक (800 किमी / घंटा से अधिक) के करीब एक मंडराती उड़ान गति के साथ आधुनिक सबसोनिक विमान आमतौर पर पतले प्रोफाइल के साथ बहते पंखों और पूंछ के साथ किया जाता है, जो उस गति की अनुमति देता है जिस पर लहर संकट उच्च मूल्यों की ओर बढ़ना शुरू होता है। सुपरसोनिक विमान, जिन्हें सुपरसोनिक गति प्राप्त करते हुए लहर संकट खंड से गुजरना पड़ता है, में सबसोनिक से संरचनात्मक अंतर होते हैं, जो सुपरसोनिक वायु प्रवाह की ख़ासियत से जुड़े होते हैं, और सुपरसोनिक उड़ान की स्थितियों में उत्पन्न होने वाले भार का सामना करने की आवश्यकता के साथ और लहर संकट, विशेष रूप से - योजना में त्रिकोणीय, हीरे के आकार या त्रिकोणीय प्रोफ़ाइल वाला एक पंख।

• सबसोनिक उड़ान गति पर, किसी को उस गति से बचना चाहिए जिस पर एक लहर संकट शुरू होता है (ये गति विमान की वायुगतिकीय विशेषताओं और उड़ान की ऊंचाई पर निर्भर करती है);
• जेट विमान द्वारा सबसोनिक से सुपरसोनिक गति में संक्रमण को जल्द से जल्द इंजन आफ्टरबर्नर का उपयोग करके किया जाना चाहिए, ताकि लहर संकट क्षेत्र में लंबी उड़ान से बचा जा सके।

अवधि लहर संकटपानी की सतह पर तरंगों की गति के करीब गति से चलने वाले जलयान पर भी लागू होता है। एक लहर संकट के विकास से गति को बढ़ाना मुश्किल हो जाता है। पोत द्वारा लहर संकट पर काबू पाने का अर्थ है योजना मोड में प्रवेश करना (पानी की सतह के साथ पतवार को खिसकाना)।

ऐतिहासिक तथ्य

• नियंत्रित उड़ान में सुपरसोनिक गति तक पहुँचने वाला पहला पायलट प्रायोगिक बेल X-1 विमान (सीधे पंख और XLR-11 रॉकेट इंजन के साथ) पर अमेरिकी परीक्षण पायलट चक येजर था, जो एक सौम्य गोता में M = 1.06 की गति तक पहुँच गया था। . यह 14 अक्टूबर, 1947 को हुआ था।
• यूएसएसआर में, ध्वनि अवरोध को पहले 26 दिसंबर, 1948 को सोकोलोव्स्की द्वारा, और फिर फेडोरोव द्वारा, एक अनुभवी ला -176 लड़ाकू पर उतरती उड़ानों में दूर किया गया था।
• ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाला पहला नागरिक विमान डगलस डीसी -8 यात्री लाइनर था। 21 अगस्त, 1961 को, वह 12496 मीटर की ऊंचाई से नियंत्रित गोता लगाने के दौरान 1.012 मीटर या 1262 किमी / घंटा की गति तक पहुंच गया। उड़ान को विंग के नए प्रमुख किनारों के डिजाइन के लिए डेटा एकत्र करने के उद्देश्य से शुरू किया गया था।
• 15 अक्टूबर 1997 को, एक हवाई जहाज पर ध्वनि अवरोध को तोड़ने के 50 साल बाद, अंग्रेज एंडी ग्रीन ने एक थ्रस्ट एसएससी में ध्वनि अवरोध को तोड़ दिया।
• 14 अक्टूबर 2012 को, फेलिक्स बॉमगार्टनर 39 किलोमीटर की ऊंचाई से कूदते हुए फ्री फॉल में किसी भी मोटर चालित वाहन की सहायता के बिना ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति बने। फ्री फॉल में उन्होंने 1342.8 किलोमीटर प्रति घंटे की रफ्तार से दौड़ लगाई।

यह सभी देखें

• थर्मल बैरियर (हाइपरसोनिक विमान विकास की समस्याएं)

नोट्स (संपादित करें)

लिंक

• एयरोस्पेस प्रौद्योगिकी की सैद्धांतिक और इंजीनियरिंग नींव।

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.

देखें कि "ध्वनि बाधा" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

बैरियर - सभी कामकाजी छूट श्रेणी में बैरियर हाउस और कॉटेज

ध्वनि बाधा, ध्वनि की गति (सुपरसोनिक गति) से ऊपर उड़ान की गति में वृद्धि के साथ विमानन में कठिनाइयों का कारण। ध्वनि की गति के निकट, वायुयान वायुगतिकीय भारोत्तोलन के ड्रैग और नुकसान में अप्रत्याशित वृद्धि का अनुभव करता है ... ... वैज्ञानिक और तकनीकी विश्वकोश शब्दकोश

एक घटना जो वायुमंडल में सबसोनिक से सुपरसोनिक उड़ान गति में संक्रमण के समय एक हवाई जहाज या रॉकेट की उड़ान में होती है। जब वायुयान की गति वायु में ध्वनि की गति (1200 किमी/घंटा) के निकट पहुँचती है, तो उसके सामने एक पतला क्षेत्र दिखाई देता है, जिसमें ... ... प्रौद्योगिकी का विश्वकोश

ध्वनि अवरोध- गारसो बरजेरस स्थिति के रूप में टी sritis fizika atitikmenys: angl। ध्वनि बाधा; ध्वनि बाधा वोक। शालबैरियर, एफ; शालमाउर, एफ रस। ध्वनि बाधा, एम प्रांक। बैरियर सोनिक, एफ; फ्रंटियर सोनिक, एफ; मूर डे बेटा, एम ... फ़िज़िकोस टर्मिन, odynas

ध्वनि अवरोध- गारसो बरजेरस स्थिति के रूप में टी स्रिटिस एनर्जेटिका एपिब्रेटिस स्टैगस एयरोडिनमिनियो पासिप्री, इनिमो पैडिडोजिमास, काई ऑरलाइवियो ग्रेइटिस टम्पा गार्सो ग्रीज़िउ (विर्ज़ीजामा क्रिटिन, माचो स्केयियस वर्टी)। ऐश्किनामास बांगो क्रिज़ डल स्टैगा पदीदėजुसियो ... ... ऐस्किनामासिस, इर ब्रैंडुओलिन के टेक्निकोस टर्मिन, लॉडाइनस