ध्वनि अवरोध क्या है। ध्वनि अवरोध को तोड़ना

मैं अपने पुराने पाठ को "ध्वनि बाधा" पर दोबारा पोस्ट कर रहा हूं:

यह पता चला है कि विमानन के बारे में व्यापक भ्रांतियों में से एक तथाकथित " ध्वनि अवरोध", जो विमान" दूर "।

इससे भी अधिक: सुपरसोनिक उड़ान से जुड़ी कई भ्रांतियां हैं। हकीकत में स्थिति क्या है? (तस्वीरों के साथ कहानी।)

पहली भ्रांति :"क्लैप", कथित तौर पर "ब्रेकिंग द साउंड बैरियर" के साथ (पहले, इस सवाल का जवाब वेबसाइट "एलिमेंट्स" पर प्रकाशित हुआ था)।

"ध्वनि बाधा" शब्द की गलतफहमी के कारण "क्लैप" के साथ एक गलतफहमी है। इस "क्लैप" को सही ढंग से "सोनिक बूम" कहा जाता है। सुपरसोनिक गति से चलने वाला एक हवाई जहाज आसपास की हवा में शॉक वेव्स बनाता है, हवा के दबाव में कूदता है। सरलीकृत, इन तरंगों की कल्पना विमान की उड़ान के साथ शंकु के रूप में की जा सकती है, शीर्ष के साथ, जैसा कि यह धड़ की नाक से बंधा हुआ था, और जेनरेटर विमान की गति के खिलाफ निर्देशित और काफी दूर तक फैल रहा था, उदाहरण के लिए, पृथ्वी की सतह पर।

जब इस काल्पनिक शंकु की सीमा, जो मुख्य ध्वनि तरंग के सामने की ओर संकेत करती है, मानव कान तक पहुँचती है, तो दबाव में तेज उछाल को कान से ताली के रूप में माना जाता है। एक सोनिक बूम, एक टेदर की तरह, विमान की पूरी उड़ान के साथ होता है, बशर्ते कि विमान काफी तेजी से आगे बढ़े, भले ही निरंतर गति... दूसरी ओर, एक ताली, पृथ्वी की सतह पर एक निश्चित बिंदु पर ध्वनि उछाल की मुख्य लहर का मार्ग प्रतीत होता है, जहां, उदाहरण के लिए, श्रोता है।

दूसरे शब्दों में, यदि एक निरंतर लेकिन सुपरसोनिक गति वाला सुपरसोनिक विमान श्रोता के ऊपर से आगे-पीछे उड़ने लगे, तो हर बार पॉप की आवाज सुनाई देगी, कुछ समय बाद जब विमान श्रोता के ऊपर से काफी निकट दूरी पर उड़ गया था।

वायुगतिकी में एक "ध्वनि अवरोध" वायु प्रतिरोध में एक तेज उछाल है जो तब होता है जब विमान ध्वनि की गति के करीब एक निश्चित सीमा गति तक पहुंच जाता है। जब यह गति पहुँच जाती है, तो वायुयान के चारों ओर वायु प्रवाह की प्रकृति नाटकीय रूप से बदल जाती है, जिससे एक समय में सुपरसोनिक गति प्राप्त करना बहुत कठिन हो जाता था। एक साधारण, सबसोनिक विमान ध्वनि की तुलना में तेजी से उड़ान भरने में सक्षम नहीं है, चाहे वह कितना भी तेज क्यों न हो - यह बस नियंत्रण खो देगा और अलग हो जाएगा।

ध्वनि अवरोध को दूर करने के लिए, वैज्ञानिकों को एक विशेष वायुगतिकीय प्रोफ़ाइल के साथ एक पंख विकसित करना पड़ा और अन्य तरकीबों के साथ आना पड़ा। दिलचस्प बात यह है कि एक आधुनिक सुपरसोनिक विमान का पायलट अपने विमान द्वारा ध्वनि अवरोध के "पर काबू पाने" को अच्छी तरह से महसूस करता है: सुपरसोनिक प्रवाह पर स्विच करते समय, एक "वायुगतिकीय प्रभाव" और नियंत्रणीयता में विशेषता "कूद" महसूस होती है। लेकिन ये प्रक्रियाएं जमीन पर मौजूद "पॉप" से सीधे तौर पर संबंधित नहीं हैं।

गलतफहमी दो: "कोहरे को तोड़ना".

यदि लगभग सभी "कपास" के बारे में जानते हैं, तो "कोहरे" के साथ स्थिति कुछ अधिक "विशेष" है। ऐसे कई शॉट हैं जहां एक उड़ने वाला विमान (आमतौर पर एक लड़ाकू जेट) एक धूमिल शंकु से "बाहर कूदता है"। यह बहुत प्रभावशाली दिखता है:

कोहरे को "ध्वनि अवरोधक" भी कहा जाता है। जैसे, यह फोटो में है कि "पर काबू पाने" का क्षण कैद हो गया है, और कोहरा "वही बाधा" है।

वास्तव में, कोहरे की उपस्थिति केवल तेज दबाव ड्रॉप से ​​जुड़ी होती है जो विमान की उड़ान के साथ होती है। वायुगतिकीय प्रभावों के परिणामस्वरूप, विमान के संरचनात्मक तत्वों के पीछे, न केवल क्षेत्र बनते हैं उच्च रक्त चाप, लेकिन हवा के दुर्लभता का क्षेत्र भी (दबाव में उतार-चढ़ाव होता है)। यह रेयरफैक्शन के इन क्षेत्रों में है (कार्यवाही, वास्तव में, बिना हीट एक्सचेंज के) वातावरणचूंकि प्रक्रिया "बहुत तेज" है) और जल वाष्प संघनित होता है। इसका कारण "स्थानीय तापमान" में तेज गिरावट है, जिससे तथाकथित "ओस बिंदु" में तेज बदलाव आया है।

इसलिए, यदि हवा की नमी और तापमान सही है, तो यह कोहरा - वायुमंडलीय नमी के तीव्र संघनन के कारण - विमान की पूरी उड़ान के साथ होता है। और जरूरी नहीं कि सुपरसोनिक गति से हो। उदाहरण के लिए, नीचे दी गई तस्वीर में, एक बी -2 बॉम्बर, और यह एक सबसोनिक विमान है, एक विशेषता धुंध के साथ है:

बेशक, चूंकि तस्वीर उड़ान के एक पल को पकड़ लेती है, फिर, सुपरसोनिक विमान के मामले में, कोहरे के "बाहर कूदने" की भावना पैदा होती है। समुद्र के ऊपर कम ऊंचाई पर उड़ते समय विशेष रूप से स्पष्ट प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है, क्योंकि इस मामले में वातावरण आमतौर पर बहुत आर्द्र होता है।

यही कारण है कि सुपरसोनिक उड़ान की अधिकांश "कलात्मक" तस्वीरें एक या दूसरे जहाज की तरफ से ली गई थीं, और तस्वीरों में वाहक-आधारित विमान कैप्चर किए गए थे।

(अमेरिकी नौसेना समाचार सेवा और अमेरिकी वायु सेना प्रेस सेवा द्वारा उपयोग की गई तस्वीर)

(कोहरे के निर्माण की भौतिकी पर अपनी बहुमूल्य टिप्पणी के लिए इगोर इवानोव का विशेष धन्यवाद।)

आगे - राय और चर्चा

(नीचे दिए गए संदेश साइट पाठकों द्वारा पृष्ठ के अंत में स्थित प्रपत्र के माध्यम से जोड़े गए हैं।)

वायुगतिकी में ध्वनि अवरोध गति के साथ आने वाली कई घटनाओं का नाम है हवाई जहाज(उदाहरण के लिए, सुपरसोनिक विमान, मिसाइल) ध्वनि की गति के करीब या उससे अधिक गति से।

सुपरसोनिक गैस प्रवाह के चारों ओर बहने पर ठोस शरीरइसके अग्रणी किनारे पर एक शॉक वेव बनता है (कभी-कभी शरीर के आकार के आधार पर एक से अधिक)। 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।

शॉक वेव (कभी-कभी शॉक वेव भी कहा जाता है) के सामने, जिसमें बहुत कम मोटाई (मिमी के अंश) होते हैं, 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 के भाग को में परिवर्तित किया जाता है आंतरिक ऊर्जागैस। ये सभी परिवर्तन जितने अधिक होते हैं, सुपरसोनिक प्रवाह की गति उतनी ही अधिक होती है। हाइपरसोनिक गति (मच 5 और ऊपर) पर, गैस का तापमान कई हजार डिग्री तक पहुंच जाता है, जो बनाता है गंभीर समस्याएंऐसी गति से चलने वाले वाहनों के लिए (उदाहरण के लिए, कोलंबिया शटल 1 फरवरी, 2003 को उड़ान के दौरान हुई थर्मल सुरक्षा कवच के क्षतिग्रस्त होने के कारण ढह गई)।

जब यह तरंग एक प्रेक्षक तक पहुँचती है, उदाहरण के लिए, पृथ्वी पर, वह सुनता है शोरगुलएक विस्फोट की तरह। 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 सदमे की लहर गुजरती है, जो लगातार सुपरसोनिक गति से चलने वाले 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 की गई 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 खाती है जमीन से प्रेक्षक के लिए दृश्य तल की दिशा।

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 मशीनों के साथ होने वाली खतरनाक घटनाओं का निरीक्षण करना शुरू कर दिया। एक अमेरिकी वायु सेना के पायलट से उसके कमांडर जनरल अर्नोल्ड को एक भावनात्मक रिपोर्ट है:
“सर, हमारे विमान पहले से ही बहुत सख्त हैं। अगर इससे भी तेज रफ्तार वाली कारें दिखाई देंगी तो हम उन्हें उड़ा नहीं पाएंगे। पिछले हफ्ते मैंने अपनी मस्टैंग में एक Me-109 में गोता लगाया। मेरा विमान एक वायवीय हथौड़े की तरह हिल गया और अब पतवारों का पालन नहीं किया। कोई रास्ता नहीं था कि मैं उसे अपने गोता से बाहर निकाल सकूं। 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" (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 अपनी जान जोखिम में डालकर बार-बार ऐसा करने की कोशिश की है। विकास वैज्ञानिक विचारगैस की सुपरसोनिक गति पर न केवल "ध्वनि अवरोध" की प्रकृति की व्याख्या करना संभव हो गया, बल्कि इसे दूर करने का एक साधन भी खोजना संभव हो गया।

ऐतिहासिक तथ्य

* नियंत्रित उड़ान में सुपरसोनिक गति तक पहुंचने वाला पहला पायलट बेल एक्स -1 प्रायोगिक विमान (सीधे पंख और एक्सएलआर -11 रॉकेट इंजन के साथ) पर अमेरिकी परीक्षण पायलट चक येजर था, जो एक सौम्य गोता में एम = 1.06 की गति तक पहुंच 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।
* सबसे पहला नागरिक विमानध्वनि अवरोध को तोड़ने वाला 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।
* १५ अक्टूबर १९९७ को, एक हवाई जहाज पर ध्वनि अवरोध को तोड़ने के ५० साल बाद, अंग्रेज एंडी ग्रीन ने एक थ्रस्ट एसएससी में ध्वनि अवरोध को तोड़ दिया।
* 14 अक्टूबर 2012 को, फेलिक्स बॉमगार्टनर बिना किसी मोटर चालित की मदद के ध्वनि अवरोध को तोड़ने वाले पहले व्यक्ति बने। वाहन, में निर्बाध गिरावट 39 किलोमीटर की ऊंचाई से कूदते हुए। फ्री फॉल में उन्होंने 1342.8 किलोमीटर प्रति घंटे की रफ्तार से दौड़ लगाई।

तस्वीर:
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:F-18-diamondback_blast.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sonic_boom_cloud.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:F-14D_Tomcat_breaking_sound_barrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:B-1B_Breaking_the_sound_barrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transonic_Vapor_F-16_01.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FA-18F_Breaking_SoundBarrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Supersonic_aircraft_breaker_sound_barrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FA18_faster_than_sound.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FA-18_Super_Hornet_VFA-102.jpg
* http://it.wikipedia.org/wiki/File:F-22_Supersonic_Flyby.jpg

ध्वनि अवरोध

ध्वनि अवरोध

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 हवा में ध्वनि की गति (1200 किमी/घंटा) के करीब पहुंचती है, तो उसके सामने एक पतला क्षेत्र दिखाई देता है, जिसमें तेज बढ़तहवा का दबाव और घनत्व। 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 एक शॉट की आवाज़ के समान एक पॉप के रूप में माना जाता है। पार होने के बाद, विमान बढ़े हुए वायु घनत्व के इस क्षेत्र से गुजरता है, जैसे कि इसे छेदना - यह ध्वनि अवरोध को पार करता है। लंबे समय तकध्वनि अवरोध को तोड़ना लग रहा था गंभीर समस्याविमानन के विकास में। 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 1947 में Ch. Yeager द्वारा X-1 (USA) विमान पर एक B-29 विमान से लॉन्च किए गए तरल-प्रणोदक रॉकेट इंजन के साथ पार की गई थी। रूस में, OV सोकोलोव्स्की 1948 में एक टर्बोजेट इंजन के साथ एक प्रयोगात्मक La-176 विमान पर ध्वनि अवरोध को दूर करने वाले पहले व्यक्ति थे।

विश्वकोश "तकनीक"। - एम।: रोसमान. 2006 .

ध्वनि अवरोध

मच उड़ान संख्या एम (∞) पर वायुगतिकीय विमान के प्रतिरोध में तेज वृद्धि, महत्वपूर्ण संख्या एम * से थोड़ा अधिक। इसका कारण यह है कि संख्या M (∞)> M * पर तरंग प्रतिरोध की उपस्थिति के साथ होता है। एम (∞) = एम * से शुरू होने वाली संख्या एम में वृद्धि के साथ विमान के वेव ड्रैग का गुणांक बहुत तेजी से बढ़ता है।
जेड की उपलब्धता ख. ध्वनि की गति के बराबर उड़ान की गति और बाद में सुपरसोनिक उड़ान में संक्रमण को प्राप्त करना मुश्किल बना देता है। इसके लिए, पतले घुमावदार पंखों वाले विमान बनाना आवश्यक हो गया, जिससे प्रतिरोध और जेट इंजनों को काफी कम करना संभव हो गया, जिसमें बढ़ती गति के साथ जोर बढ़ता है।
यूएसएसआर में, गति समान गतिध्वनि, पहली बार 1948 में ला-176 विमान पर हासिल की गई थी।

विमानन: एक विश्वकोश। - एम।: महान रूसी विश्वकोश. मुख्य संपादकजी.पी. स्विश्चेव. 1994 .

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

वायुगतिकी में ध्वनि अवरोध ध्वनि की गति के करीब या उससे अधिक गति पर एक विमान (उदाहरण के लिए, एक सुपरसोनिक विमान, एक रॉकेट) की गति के साथ होने वाली कई घटनाओं का नाम है। सामग्री १ शॉकवेव, ... ... विकिपीडिया

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

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 sritis Energetika apibrėžtis Staigus aerodinaminio Pasipriešinimo Padidėjimas, kai orlaivio greitis tampa garso greičiu (viršijama kritinė Macho skaičiaus vertė)। ऐश्किनामास बांगो क्रिज़ डल स्टैगा पदीदėजुसियो ... ... ऐस्किनामासिस, इलुमिन के ब्रांडुओलिन के टेक्निकोस टर्मिन, लॉडाइनास

वायुगतिकीय ड्रैग में तेज वृद्धि जब विमान की उड़ान की गति ध्वनि की गति (उड़ान संख्या के महत्वपूर्ण मच मूल्य से अधिक) तक पहुंच जाती है। यह लहर प्रतिरोध में वृद्धि के साथ एक लहर संकट द्वारा समझाया गया है। काबू 3. ... ... बड़ा विश्वकोश पॉलिटेक्निक शब्दकोश

ध्वनि अवरोध- विमान की गति के लिए हवा के प्रतिरोध में तेज वृद्धि। ध्वनि प्रसार की गति के करीब गति के लिए दृष्टिकोण। पर काबू पाना 3. ख. विमान के वायुगतिकीय रूपों में सुधार और शक्तिशाली के उपयोग के कारण संभव हुआ ... ... सैन्य शब्दों का शब्दकोश

ध्वनि अवरोध- ध्वनि अवरोध - मच उड़ान संख्या M∞ पर वायुगतिकीय विमान के प्रतिरोध में तेज वृद्धि, महत्वपूर्ण संख्या M * से थोड़ा अधिक। कारण यह है कि संख्याओं के लिए M∞> विश्वकोश "विमानन"

ध्वनि अवरोध- ध्वनि अवरोध - मच उड़ान संख्या M∞ पर वायुगतिकीय विमान के प्रतिरोध में तेज वृद्धि, महत्वपूर्ण संख्या M * से थोड़ा अधिक। कारण यह है कि संख्या M∞> M * के लिए एक लहर संकट उत्पन्न होता है, ... ... विश्वकोश "विमानन"

- (फ्रेंच बैरियर चौकी)। 1) किले में द्वार। 2) एरेनास और सर्कस में, एक बाड़, एक लॉग, एक पोल जिसके माध्यम से एक घोड़ा कूदता है। 3) एक संकेत है कि लड़ाके एक द्वंद्वयुद्ध में पहुंचते हैं। 4) रेलिंग, जाली। शब्दकोश विदेशी शब्दमें शामिल ... ... रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

बैरियर, आह, पति। 1. बाधा (दीवार की तरह, क्रॉसबार), रास्ते में रखा गया (दौड़ते समय, दौड़ते समय)। बी लो। (इससे छुटकारा मिले)। 2. बाड़, बाड़ लगाना। बी बक्से, बालकनी। 3. स्थानांतरण। बाधा, बाधा जिसके लिए n. प्राकृतिक नदी B. के लिये… … शब्दकोशओझेगोवा

या उससे अधिक।

कॉलेजिएट यूट्यूब

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प्लेन कैसे साउंड बैरियर पर काबू पाता है

U-2 विमान पर "अंतरिक्ष" में उड़ान / कॉकपिट से देखें

ध्वनि अवरोध। सुपरसोनिक उड़ानें।

उपशीर्षक

विमान से प्रेरित शॉकवेव

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 मशीनों के साथ होने वाली खतरनाक घटनाओं का निरीक्षण करना शुरू कर दिया। एक अमेरिकी वायु सेना के पायलट से उसके कमांडर जनरल अर्नोल्ड को एक भावनात्मक रिपोर्ट है:

महोदय, हमारे विमान पहले से ही बहुत सख्त हैं। अगर इससे भी तेज रफ्तार वाली कारें दिखाई देंगी तो हम उन्हें उड़ा नहीं पाएंगे। पिछले हफ्ते मैंने अपनी मस्टैंग में एक Me-109 पर गोता लगाया। मेरा विमान एक वायवीय हथौड़े की तरह हिल गया और अब पतवारों का पालन नहीं किया। कोई रास्ता नहीं था कि मैं उसे अपने गोता से बाहर निकाल सकूं। 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 हवा की गति ध्वनि की गति (छवि 1 ए) से थोड़ी अधिक हो सकती है। त्वरण क्षेत्र से गुजरने 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 छोटी होती है - उनके मोर्चों पर दबाव ड्रॉप छोटा होता है, लेकिन वे वाहन की सतह के विभिन्न बिंदुओं पर एक भीड़ में तुरंत उठते हैं, और कुल मिलाकर वे नाटकीय रूप से इसके प्रवाह की प्रकृति को बदल देते हैं, इसकी उड़ान विशेषताओं में गिरावट: विंग की लिफ्ट कम हो जाती है, वायु पतवार और एलेरॉन अपनी प्रभावशीलता खो देते हैं, उपकरण बेकाबू हो जाता है, और यह सब बेहद अस्थिर है, और मजबूत कंपन होता 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 एयरोफिल।

अपेक्षाकृत मोटी प्रोफ़ाइल वाले पंखों के मामले में, लहर संकट की स्थिति में, दबाव का केंद्र तेजी से पीछे हट 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 एक 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। अधिकांश ज्ञात मामलाघरेलू उड्डयन के इतिहास में क्षैतिज उड़ान से गोता लगाना बख्चिवंदज़ी आपदा है जब बीआई -1 मिसाइल का परीक्षण किया जाता है अधिकतम गति... 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 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 एक पारंपरिक प्रोपेलर वाला विमान स्तर की उड़ानध्वनि की गति के करीब गति तक नहीं पहुंच सकता, क्योंकि प्रोपेलर ब्लेड लहर संकट क्षेत्र में गिरते हैं और विमान की तुलना में बहुत पहले दक्षता खो देते हैं। कृपाण ब्लेड वाले सुपरसोनिक प्रोपेलर इस समस्या को हल करने में सक्षम हैं, लेकिन पर इस पलइस तरह के पेंच तकनीकी शब्दों में बहुत जटिल और बहुत शोर वाले होते हैं, इसलिए इनका उपयोग व्यवहार में नहीं किया जाता है।

सोनिक (800 किमी / घंटा से अधिक) के करीब एक मंडराती उड़ान गति वाले आधुनिक सबसोनिक विमान आमतौर पर पतले प्रोफाइल के साथ स्वेप्ट विंग और टेल के साथ किए जाते हैं, जो उस गति की अनुमति देता है जिस पर लहर संकट को उच्च मूल्यों की ओर स्थानांतरित करना शुरू होता है। सुपरसोनिक विमान, जिन्हें सुपरसोनिक गति प्राप्त करते हुए लहर संकट खंड से गुजरना पड़ता है, के पास है डिजाइन मतभेदसबसोनिक से, हवा के सुपरसोनिक प्रवाह की ख़ासियत के साथ, और सुपरसोनिक उड़ान और लहर संकट की स्थितियों में उत्पन्न होने वाले भार का सामना करने की आवश्यकता के साथ, विशेष रूप से - हीरे के आकार या त्रिकोणीय प्रोफ़ाइल के साथ एक त्रिकोणीय 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। 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)।

एक अनुभवी लड़ाकू विमान पर उतरती उड़ानें

वर्तमान में, "ध्वनि अवरोध को तोड़ने" की समस्या अनिवार्य रूप से शक्तिशाली पावर मोटर्स का कार्य प्रतीत होती है। यदि ध्वनि अवरोध पर पहले और सीधे आने वाले ड्रैग में वृद्धि को दूर करने के लिए पर्याप्त जोर है, ताकि विमान जल्दी से महत्वपूर्ण गति सीमा से गुजर सके, तो थोड़ी कठिनाई की उम्मीद की जानी चाहिए। सबसोनिक और सुपरसोनिक गति के बीच संक्रमण सीमा की तुलना में एक विमान के लिए सुपरसोनिक गति सीमा में उड़ान भरना आसान हो सकता है।

इस प्रकार, स्थिति कुछ हद तक वैसी ही है जैसी इस सदी की शुरुआत में थी, जब राइट बंधुओं की संभावना को साबित करने में सक्षम थे। सक्रिय उड़ानक्योंकि उनके पास पर्याप्त थ्रस्ट वाला हल्का इंजन था। यदि हमारे पास उचित इंजन होते, तो सुपरसोनिक उड़ान काफी सामान्य हो जाती। कुछ समय पहले तक, स्तर की उड़ान में ध्वनि अवरोध पर काबू पाने के लिए बहुत अधिक ईंधन की खपत वाले रॉकेट और रैमजेट इंजन (रैमजेट इंजन) जैसे गैर-आर्थिक प्रणोदन प्रणालियों के उपयोग के साथ ही किया जाता था। प्रायोगिक विमान प्रकार X-1 और स्काई-रॉकेट से लैस हैं रॉकेट इंजनजो केवल कुछ मिनटों की उड़ान के लिए विश्वसनीय हैं, या टर्बोजेट इंजनआफ्टरबर्नर के साथ, लेकिन इस लेखन के समय, ऐसे कई विमान हैं जो सुपरसोनिक गति से आधे घंटे तक उड़ सकते हैं। यदि आप अख़बार में पढ़ते हैं कि एक हवाई जहाज “ध्वनि अवरोध से गुज़रा,” तो अक्सर इसका अर्थ यह होता है कि उसने गोता लगाकर ऐसा किया। इस मामले में, गुरुत्वाकर्षण ने कर्षण की कमी को पूरा किया।

इन एरोबेटिक्स से जुड़ी एक अजीबोगरीब घटना है जिसे मैं बताना चाहूंगा। मान लीजिए विमान

सबसोनिक गति से पर्यवेक्षक के पास पहुंचता है, गोता लगाता है, सुपरसोनिक गति तक पहुंचता है, फिर गोता से बाहर निकलता है और फिर से सबसोनिक गति से उड़ना जारी रखता है। इस मामले में, जमीन पर मौजूद प्रेक्षक अक्सर दो तेज आवाजें सुनता है, बल्कि जल्दी से एक दूसरे का अनुसरण करता है: "बूम, बूम!" कुछ विद्वानों ने डबल ह्यूम की उत्पत्ति के लिए स्पष्टीकरण प्रस्तावित किया है। ज्यूरिख में एकेरेट और पेरिस में मौरिस रॉय दोनों ने सुझाव दिया कि ह्यूम ध्वनि आवेगों के संचय के कारण होता है, जैसे कि इंजन का शोर, उत्सर्जित होता है जब विमान ध्वनि की गति से गुजर रहा होता है। यदि विमान पर्यवेक्षक की ओर बढ़ रहा है, तो विमान द्वारा उत्सर्जित शोर उस अंतराल की तुलना में कम समय में पर्यवेक्षक तक पहुंच जाएगा जिसमें इसे जारी किया गया था। इस प्रकार, ध्वनि आवेगों का हमेशा कुछ संचय होता है, बशर्ते कि ध्वनि स्रोत प्रेक्षक की ओर बढ़े। हालांकि, अगर ध्वनि स्रोत ध्वनि की गति के करीब गति से चलता है, तो संचय असीम रूप से बढ़ जाता है। यह स्पष्ट हो जाता है यदि हम यह मान लें कि किसी स्रोत द्वारा उत्सर्जित सभी ध्वनि ध्वनि की गति से सीधे प्रेक्षक की ओर बढ़ रही है, तो वह एक छोटे समय में बाद में पहुंच जाएगी, अर्थात्, जब ध्वनि स्रोत प्रेक्षक के स्थान पर पहुंच गया हो। इसका कारण यह है कि ध्वनि और ध्वनि स्रोत एक ही गति से आगे बढ़ेंगे। यदि ध्वनि इस अवधि के दौरान सुपरसोनिक गति से चलती है, तो कथित और उत्सर्जित ध्वनि आवेगों का क्रम उलट जाएगा; प्रेक्षक बाद में उत्सर्जित संकेतों को पहले से उत्सर्जित संकेतों को समझने से पहले भेद करेगा।

इस सिद्धांत के अनुसार डबल ह्यूम प्रक्रिया को अंजीर में चित्र द्वारा चित्रित किया जा सकता है। 58. मान लीजिए कि विमान सीधे प्रेक्षक की ओर बढ़ रहा है, लेकिन परिवर्तनशील गति के साथ। एबी वक्र समय के साथ विमान की गति को दर्शाता है। वक्र के स्पर्शरेखा के झुकाव का कोण विमान की तात्कालिक गति को इंगित करता है। आरेख में दिखाई गई समानांतर रेखाएं ध्वनि प्रसार को दर्शाती हैं; इन रेखाओं में झुकाव का कोण ध्वनि की गति से मेल खाता है। सबसे पहले, विमान की गति खंड में सबसोनिक है, फिर अनुभाग में सुपरसोनिक है, और अंत में, अनुभाग में, फिर से सबसोनिक है। यदि प्रेक्षक प्रारंभिक दूरी D पर है, तो में दिखाए गए बिंदु क्षैतिज रेखाकथित के अनुक्रम के अनुरूप

चावल। 58. परिवर्तनशील गति से उड़ने वाले हवाई जहाज का दूरी-समय आरेख। झुकाव के कोण के साथ समानांतर रेखाएं ध्वनि के प्रसार को दर्शाती हैं।

ध्वनि आवेग। हम देखते हैं कि ध्वनि अवरोध (बिंदु) के दूसरे मार्ग के दौरान विमान द्वारा उत्सर्जित ध्वनि पहले मार्ग (बिंदु) के दौरान उत्सर्जित ध्वनि से पहले पर्यवेक्षक तक पहुँचती है। इन दो क्षणों में, प्रेक्षक समय की एक सीमित अवधि के दौरान उत्सर्जित होने वाले आवेगों को असीम रूप से छोटे अंतराल पर मानता है। नतीजतन, वह एक विस्फोट की तरह एक गड़गड़ाहट सुनता है। दो गुंजन ध्वनियों के बीच, वह एक साथ उत्सर्जित तीन आवेगों को मानता है अलग समयहवाई जहाज से।

अंजीर में। 59 शोर की तीव्रता का एक योजनाबद्ध चित्रण है जिसकी इस सरलीकृत मामले में उम्मीद की जा सकती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक निकट ध्वनि स्रोत के मामले में ध्वनि दालों का संचय वही प्रक्रिया है जिसे डॉपलर प्रभाव के रूप में जाना जाता है; हालांकि, बाद के प्रभाव की विशेषता आमतौर पर संचय प्रक्रिया से जुड़े पिच में परिवर्तन तक ही सीमित होती है। कथित शोर की तीव्रता की गणना करना मुश्किल है क्योंकि यह ध्वनि उत्पादन के तंत्र पर निर्भर करता है, जो बहुत अच्छी तरह से ज्ञात नहीं है। इसके अलावा, प्रक्रिया प्रक्षेपवक्र के आकार, संभावित गूँज और . द्वारा जटिल है सदमे की लहरेंमें मनाया विभिन्न भागउड़ान के दौरान विमान, और जिसकी ऊर्जा विमान की गति कम करने के बाद ध्वनि तरंगों में परिवर्तित हो जाती है। कुछ में

चावल। 59. पर्यवेक्षक द्वारा कथित शोर की तीव्रता का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व।

इस विषय पर हाल के लेखों में, अल्ट्रा-हाई-स्पीड डाइव्स में देखे गए डबल हम, कभी-कभी ट्रिपल, की घटना को इन शॉक वेव्स के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है।

"ध्वनि अवरोध को तोड़ना" या "ध्वनि की दीवार" की समस्या जनता की कल्पना को रोमांचित करती प्रतीत होती है (अंग्रेजी फिल्म ब्रेकिंग द साउंड बैरियर एकल मच के माध्यम से उड़ान भरने की चुनौतियों में कुछ अंतर्दृष्टि प्रदान करती है); पायलट और इंजीनियर समस्या पर गंभीरता से और मज़ाक दोनों तरह से चर्चा करते हैं। ट्रांसोनिक उड़ान की निम्नलिखित "वैज्ञानिक रिपोर्ट" तकनीकी ज्ञान और काव्य स्वतंत्रता के उत्कृष्ट संयोजन को प्रदर्शित करती है:

हम 540 मील प्रति घंटे की रफ्तार से हवा में आसानी से उड़ गए। मैंने हमेशा छोटे XP-AZ5601-NG को इसके आसान संचालन के लिए और इस तथ्य के लिए पसंद किया है कि पैनल के शीर्ष पर दाहिने कोने में प्रांड्ल-रेनॉल्ड्स संकेतक छिपा हुआ है। मैंने उपकरणों की जांच की। पानी, ईंधन, आरपीएम, कार्नोट दक्षता, जमीन की गति, थैलेपी। सब ठीक है। 270 ° शीर्षक। दहन दक्षता सामान्य है - 23 प्रतिशत। पुराना टर्बोजेट इंजन हमेशा की तरह शांति से गुनगुना रहा था, और टोनी के दांत मुश्किल से उसके 17 दरवाजों से टकराए, जिसे उसने शेनेक्टैडी के ऊपर फेंक दिया। इंजन से केवल तेल की एक पतली रिस रही थी। बस इसे जीना!

मुझे पता था कि विमान का इंजन हमारे द्वारा कभी भी कोशिश की गई किसी भी चीज़ से अधिक गति के लिए अच्छा था। मौसम इतना साफ था, आसमान इतना नीला था, हवा इतनी शांत थी कि मैं विरोध नहीं कर सका और अपनी गति बढ़ा दी। मैंने धीरे-धीरे लीवर को एक स्थिति में आगे बढ़ाया। नियामक केवल थोड़ा ही घूमा, और लगभग पांच मिनट के बाद, सब कुछ शांत हो गया। 590 मील प्रति घंटा। मैंने फिर से लीवर दबाया। केवल दो नलिका बंद हैं। मैंने नैरो होल क्लीनर दबाया। फिर से खोला। 640 मील प्रति घंटे शांत। निकास पाइप लगभग झुक गया, कुछ वर्ग इंच अभी भी एक तरफ उजागर हुआ। मेरे हाथ लीवर पर खुजली कर रहे थे, और मैंने उसे फिर से दबाया। विमान बिना एक भी खिड़की तोड़े महत्वपूर्ण खंड से गुजरते हुए 690 मील प्रति घंटे की रफ्तार से आगे बढ़ा। कॉकपिट गर्म हो रहा था, इसलिए मैंने भंवर कूलर में कुछ और हवा उड़ा दी। मच 0.9! मैंने कभी तेज उड़ान नहीं भरी। मैं पोरथोल के बाहर हल्का सा कंपन देख सकता था, इसलिए मैंने पंख के आकार को समायोजित किया और यह गायब हो गया।

टोनी अब सो रहा था, और मैंने उसके पाइप से धुआं उड़ाया। मैं विरोध नहीं कर सका और गति का एक और स्तर जोड़ा। ठीक दस मिनट में हमने मच 0.95 के साथ पकड़ लिया। दहन कक्षों के पीछे, कुल दबाव शैतानी रूप से गिरा। वह जीवन था! पॉकेट इंडिकेटर लाल दिखा रहा था, लेकिन मुझे परवाह नहीं थी। टोनी की मोमबत्ती अभी भी जल रही थी। मुझे पता था कि गामा शून्य था, लेकिन मैंने कोई लानत नहीं दी।

मेरा सिर उत्तेजना से घूम रहा था। थोड़ा और अधिक! मैंने अपना हाथ लीवर पर रखा, लेकिन तभी टोनी बाहर पहुंचा और उसका घुटना मेरे हाथ से लग गया। लीवर दस स्तरों तक कूद गया है! लानत है! छोटे विमान ने अपनी पूरी लंबाई को हिला दिया, और गति के भारी नुकसान ने टोनी और मुझे पैनल पर फेंक दिया। ऐसा लग रहा था कि हमने जोर से मारा ईंट की दीवार! मैं देख सकता था कि विमान की नाक उखड़ गई थी। मैंने टैकोमीटर को देखा और जम गया! 1.00! भगवान, एक पल में मैंने सोचा, हम अधिकतम पर हैं! अगर मैं उसे फिसलने से पहले धीमा नहीं करता, तो हम खुद को कम प्रतिरोध में पाएंगे! बहुत देर! मच 1.01! 1.02! 1.03! १.०४! 1.06! 1.09! १.१३! 1.18! मैं हताश था, लेकिन टोनी जानता था कि क्या करना है। पलक झपकते ही उसने पलटवार कर दिया

कदम! गर्म हवा निकास पाइप में चली गई, इसे टरबाइन में संपीड़ित किया गया, फिर से कक्षों में टूट गया, कंप्रेसर का विस्तार किया। टैंकों में ईंधन बहने लगा। एन्ट्रापी मीटर शून्य पर आ गया। मच 1.20! 1.19! 1.18! 1.17! हम बच गए हैं। यह पीछे की ओर खिसका, यह पीछे की ओर खिसका, जबकि टोनी और मैंने प्रार्थना की कि फ्लो डिवाइडर चिपक न जाए। 1.10! 1.08! 1.05!

लानत है! हमने दीवार के दूसरी तरफ मारा! हम फंस गए हैं! पीठ के माध्यम से तोड़ने के लिए पर्याप्त नकारात्मक जोर नहीं!

जैसे ही हम दीवार के डर से रो रहे थे, छोटे विमान की पूंछ अलग हो गई और टोनी चिल्लाया, "रॉकेट बूस्टर को हल्का करो!" लेकिन वे गलत दिशा में मुड़ गए!

टोनी बाहर पहुंचा और उन्हें आगे धकेल दिया, उसकी उंगलियों से मच की रेखाएं बहने लगीं। मैंने उन्हें आग लगा दी! झटका जबरदस्त था। हम निकल गए।

जब मुझे होश आया, तो हमारा छोटा विमान, सब मुड़ा हुआ, बस जीरो मच से गुजर रहा था! मैंने टोनी को बाहर निकाला और हम जमीन पर गिर पड़े। विमान पूर्व में धीमा हो रहा था। कुछ सेकंड बाद, हमने एक दुर्घटना सुनी, जैसे कि यह दूसरी दीवार से टकराई हो।

एक भी पेंच नहीं मिला। जब मैं MIT गया तो टोनी ने जाल बुनना शुरू कर दिया।