Acasă Blank pentru iarnă Ce este o barieră de sunet. Spargerea barierei sunetului

Blank pentru iarnă

Ce este o barieră de sunet. Spargerea barierei sunetului

Repostez textul meu vechi pe „bariera sunetului”:

Se pare că una dintre concepțiile greșite larg răspândite în jurul aviației este așa-numita „ bariera de sunet„, Pe care avioanele „înving”.

Chiar mai mult: există o mulțime de concepții greșite asociate cu zborul supersonic. Cum este în realitate? (Povestea cu fotografii.)

Prima concepție greșită:„Clap”, se presupune că însoțește „ruperea barierei sunetului” (anterior, răspunsul la această întrebare a fost publicat pe site-ul web „Elements”).

Există o neînțelegere cu „clap”, cauzată de o neînțelegere a termenului „barieră a sunetului”. Acest „clap” se numește corect „sonic boom”. O aeronavă care se deplasează cu viteză supersonică creează unde de șoc în aerul înconjurător, sare în presiunea aerului. Simplificate, aceste unde pot fi imaginate sub forma unui con care însoțește zborul aeronavei, cu vârful, parcă, legat de nasul fuzelajului și generatrice îndreptate împotriva mișcării aeronavei și propagă destul de departe, de exemplu, la suprafața pământului.

Când granița acestui con imaginar, care indică partea din față a undei sonore principale, ajunge la urechea umană, atunci un salt brusc de presiune este perceput de ureche ca o bătaie din palme. Un boom sonic, parcă legat, însoțește întregul zbor al aeronavei, cu condiția ca aeronava să se miște suficient de repede, deși cu viteza constanta... O palmă, pe de altă parte, pare a fi trecerea undei principale a unui boom sonor peste un punct fix de pe suprafața pământului, unde, de exemplu, se află ascultătorul.

Cu alte cuvinte, dacă un avion supersonic cu o viteză constantă, dar supersonică începea să zboare înainte și înapoi deasupra ascultătorului, zgomotul s-ar auzi de fiecare dată, la ceva timp după ce avionul a zburat deasupra ascultătorului la o distanță destul de apropiată.

O „barieră a sunetului” în aerodinamică este un salt brusc al rezistenței aerului care are loc atunci când aeronava atinge o anumită viteză la limită apropiată de viteza sunetului. Când se atinge această viteză, natura fluxului de aer din jurul aeronavei se schimbă dramatic, ceea ce la un moment dat a făcut foarte dificilă atingerea vitezelor supersonice. O aeronavă obișnuită, subsonică, nu este capabilă să zboare constant mai repede decât sunetul, indiferent cât de accelerată ar fi - pur și simplu își va pierde controlul și se va destrama.

Pentru a depăși bariera sunetului, oamenii de știință au fost nevoiți să dezvolte o aripă cu un profil aerodinamic special și să vină cu alte trucuri. Este interesant că pilotul unei aeronave supersonice moderne simte bine „depășirea” barierei sunetului de către aeronava lui: la trecerea la fluxul supersonic, se simt un „impact aerodinamic” și „sărituri” caracteristice în controlabilitate. Dar aceste procese nu sunt direct legate de „pops” de pe teren.

Concepția greșită a doua: „spărgerea ceții”.

Dacă aproape toată lumea știe despre „bumbac”, atunci cu „ceață” situația este ceva mai „specială”. Există multe fotografii în care un avion zburător (de obicei un avion de luptă) pare să „sare” dintr-un con de ceață. Arată foarte impresionant:

Ceața este denumită și „barieră fonică”. Ca, în fotografie este surprins momentul „depășirii”, iar ceața este „acea barieră”.

De fapt, apariția de ceață este asociată doar cu o cădere bruscă de presiune care însoțește zborul aeronavei. Ca urmare a efectelor aerodinamice, în spatele elementelor structurii aeronavei se formează nu numai zone tensiune arterială crescută, dar și zona de rarefacție a aerului (apar fluctuații de presiune). Este în aceste regiuni de rarefacție (care are loc, de fapt, fără schimb de căldură cu mediu inconjuratorîntrucât procesul este „foarte rapid”) și vaporii de apă se condensează. Motivul pentru aceasta este o scădere bruscă a „temperaturii locale”, care duce la o schimbare bruscă a așa-numitului „punct de rouă”.

Deci, dacă umiditatea și temperatura aerului sunt corecte, atunci această ceață - cauzată de condensarea intensă a umidității atmosferice - însoțește întregul zbor al aeronavei. Și nu neapărat la viteză supersonică. De exemplu, în fotografia de mai jos, un bombardier B-2, și acesta este un avion subsonic, este însoțit de o ceață caracteristică:

Desigur, deoarece fotografia surprinde o clipă de zbor, atunci, în cazul aeronavelor supersonice, se creează senzația unui luptător „sărind” din ceață. Un efect deosebit de pronunțat poate fi obținut atunci când zburați la altitudini joase deasupra mării, deoarece în acest caz atmosfera este de obicei foarte umedă.

De aceea, cele mai multe dintre fotografiile „artistice” ale unui zbor supersonic au fost luate de la bordul uneia sau altei nave, iar în fotografii au fost surprinse aeronave pe bază de portavion.

(Fotografia folosită de Serviciul de știri al Marinei SUA și Serviciul de presă al Forțelor Aeriene ale SUA)

(Mulțumiri speciale lui Igor Ivanov pentru remarca sa valoroasă cu privire la fizica formării ceții.)

Mai departe - opinii și discuții

(Mesajele de mai jos sunt adăugate de cititorii site-ului prin intermediul formularului aflat la sfârșitul paginii.)

Bariera de sunet în aerodinamică este numele unui număr de fenomene care însoțesc mișcarea aeronave(de exemplu, aeronave supersonice, rachete) la viteze apropiate sau depășind viteza sunetului.

Când curge în jurul unui flux de gaz supersonic corp solid pe marginea sa anterioară se formează o undă de șoc (uneori mai mult de una, în funcție de forma corpului). Fotografia prezintă undele de șoc generate la vârful fuselajului modelului, la marginile de față și de jos ale aripii și la capătul din spate al modelului.

La frontul de șoc (uneori numit și undă de șoc), care are o grosime foarte mică (fracții de mm), modificările cardinale ale proprietăților curgerii apar aproape brusc - viteza sa în raport cu corp scade și devine subsonică, presiunea în debitul şi temperatura gazului cresc brusc. O parte din energia cinetică a fluxului este convertită în energie interna gaz. Toate aceste schimbări sunt cu atât mai mari, cu atât viteza fluxului supersonic este mai mare. La viteze hipersonice (Mach 5 și mai sus), temperatura gazului atinge câteva mii de grade, ceea ce creează probleme serioase pentru vehiculele care se deplasează cu astfel de viteze (de exemplu, naveta Columbia s-a prăbușit la 1 februarie 2003 din cauza deteriorării carcasei de protecție termică care a avut loc în timpul zborului).

Când acest val ajunge la un observator care se află, de exemplu, pe Pământ, el aude zgomot puternic ca o explozie. O concepție greșită comună este că aceasta este o consecință a aeronavei care atinge viteza sunetului sau „ruperea barierei sunetului”. De fapt, în acest moment, pe lângă observator trece o undă de șoc, care însoțește constant o aeronavă care se deplasează cu viteză supersonică. De obicei, imediat după „pop”, observatorul poate auzi vuietul motoarelor aeronavei, care nu este audibil până la trecerea undei de șoc, deoarece aeronava se mișcă mai repede decât sunetele emise de ea. O observație foarte asemănătoare are loc în timpul zborului subsonic - avionul care zboară deasupra observatorului la o altitudine mare (mai mult de 1 km) nu este audibil, sau mai degrabă îl auzim cu întârziere: direcția către sursa de sunet nu coincide cu direcția către planul vizibil pentru observator de la sol.

Deja în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, viteza luptătorilor a început să se apropie de viteza sunetului. În același timp, piloții au început uneori să observe fenomene de neînțeles la acea vreme și amenințătoare care apar cu mașinile lor atunci când zboară la viteze maxime. Există un raport emoționant de la un pilot al forțelor aeriene americane către comandantul său, generalul Arnold:
„Domnule, avioanele noastre sunt deja foarte stricte. Dacă apar mașini cu viteze și mai mari, nu le vom putea zbura. Săptămâna trecută m-am scufundat în Mustang-ul meu pe un Me-109. Avionul meu zguduia ca un ciocan pneumatic și nu se mai supune cârmelor. Nu l-am putut scoate din scufundare în niciun fel. La doar trei sute de metri de sol, abia am nivelat mașina...”.

După război, când mulți designeri de avioane și piloți de testare au făcut încercări persistente de a atinge marca semnificativă din punct de vedere psihologic - viteza sunetului, aceste fenomene de neînțeles au devenit norma și multe dintre aceste încercări s-au încheiat tragic. Aceasta a dat naștere la expresia nelipsită de misticism „barieră sunetului” (franceză mur du son, germană Schallmauer - zidul sunetului). Pesimiștii au susținut că această limită nu poate fi depășită, deși pasionații, riscându-și viața, au încercat în mod repetat să facă acest lucru. Dezvoltare opinii științifice asupra mișcării supersonice a gazului a făcut posibil nu numai explicarea naturii „barierei sunetului”, ci și găsirea unui mijloc de depășire a acesteia.

Fapte istorice

* Primul pilot care a atins viteza supersonică în zbor controlat a fost pilotul de testare american Chuck Yeager pe o aeronavă experimentală Bell X-1 (cu aripă dreaptă și motor rachetă XLR-11), care a atins o viteză de M = 1,06 într-o scufundare blândă. . Acest lucru s-a întâmplat pe 14 octombrie 1947.
* În URSS, bariera sunetului a fost depășită pentru prima dată pe 26 decembrie 1948 de către Sokolovsky, iar apoi de către Fedorov, în zboruri coborâte pe un avion de luptă La-176 experimentat.
* Primul aeronave civile care a spart bariera sunetului a fost linia de pasageri Douglas DC-8. La 21 august 1961, a atins o viteză de 1.012 M sau 1262 km/h în timpul unei scufundări controlate de la o altitudine de 12496 m. Zborul a fost întreprins cu scopul de a colecta date pentru proiectarea noilor margini de atac ale aripii.
* Pe 15 octombrie 1997, la 50 de ani după ce a spart bariera sunetului într-un avion, englezul Andy Green a spart bariera sunetului într-un Thrust SSC.
* Pe 14 octombrie 2012, Felix Baumgartner a devenit prima persoană care a spart bariera sunetului fără ajutorul vreunui motor. vehicul, v cădere liberăîn timp ce sări de la o înălțime de 39 de kilometri. În cădere liberă, a atins o viteză de 1342,8 kilometri pe oră.

Fotografie:
* 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_breaking_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

Bariera de sunet

un fenomen care are loc în zborul unei aeronave sau al unei rachete în momentul trecerii de la viteza de zbor subsonică la cea supersonică în atmosferă. Când viteza aeronavei se apropie de viteza sunetului (1200 km/h) în aer, în fața acesteia apare o regiune subțire, în care există creștere bruscă presiunea si densitatea aerului. Această compactare a aerului din fața unui avion în zbor se numește undă de șoc. Pe sol, trecerea unei unde de șoc este percepută ca un pop, asemănător cu sunetul unei împușcături. După ce a depășit, avionul trece prin această zonă cu densitate crescută a aerului, de parcă o străpunge - depășește bariera fonică. Perioadă lungă de timp spargerea barierei sunetului părea o problema serioasaîn dezvoltarea aviaţiei. Pentru a o rezolva, a fost necesar să se schimbe profilul și forma aripii aeronavei (a devenit mai subțire și măturată), pentru a face partea din față a fuzelajului mai ascuțită și pentru a alimenta aeronava cu motoare cu reacție. Pentru prima dată, viteza sunetului a fost depășită în 1947 de Ch. Yeager pe o aeronavă X-1 (SUA) cu un motor de rachetă cu propulsie lichidă lansat dintr-o aeronavă B-29. În Rusia, OV Sokolovsky a fost primul care a depășit bariera sunetului în 1948 pe o aeronavă experimentală La-176 cu motor turboreactor.

Enciclopedia „Tehnica”. - M .: Rosman. 2006 .

Bariera de sunet

o creștere bruscă a rezistenței unei aeronave aerodinamice la numerele de zbor Mach M (∞), depășind ușor numărul critic M *. Motivul este că la numerele M (∞)> M * apare, însoțită de apariția rezistenței undelor. Coeficientul de rezistență al valurilor al aeronavei crește foarte rapid odată cu creșterea numărului de M, începând de la M (∞) = M *.
Disponibilitatea lui Z. b. face dificilă atingerea unei viteze de zbor egale cu viteza sunetului și trecerea ulterioară la zborul supersonic. Pentru aceasta, s-a dovedit a fi necesar să se creeze avioane cu aripi subțiri, care au făcut posibilă reducerea semnificativă a rezistenței, și motoare cu reacție, în care tracțiunea crește odată cu creșterea vitezei.
În URSS, viteza viteză egală sunet, a fost realizat pentru prima dată pe aeronava La-176 în 1948.

Aviația: o enciclopedie. - M .: Marea Enciclopedie Rusă. Editor sef G.P. Svișciov. 1994 .

Vedeți ce este o „barieră a sunetului” în alte dicționare:

Bariera sunetului în aerodinamică este numele pentru o serie de fenomene care însoțesc mișcarea unei aeronave (de exemplu, o aeronavă supersonică, o rachetă) la viteze apropiate sau depășind viteza sunetului. Cuprins 1 Shockwave, ... ... Wikipedia

BARIERĂ SUNETĂR, cauza dificultăților în aviație cu creșterea vitezei de zbor peste viteza sunetului (VITEZA SUPERSONICĂ). Apropiindu-se de viteza sunetului, aeronava se confruntă cu o creștere neașteptată a rezistenței și pierderea RIDICAȚII aerodinamice ... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

bariera de sunet- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. bariera sonică; bariera sunetului vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. bariera sunetului, m pranc. barrière sonique, f; frontieră sonică, f; mur de son, m ... Fizikos terminų žodynas

bariera de sunet- 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 și branduolinės technikos terminų žodynas

O creștere bruscă a rezistenței aerodinamice atunci când viteza de zbor a aeronavei se apropie de viteza sunetului (depășind valoarea critică Mach a numărului de zbor). Se explică printr-o criză a valurilor, însoțită de o creștere a rezistenței la valuri. Învinge 3. ...... Big Enciclopedic Polytechnic Dictionary

Bariera de sunet- o creștere bruscă a rezistenței aerului la mișcarea aeronavei la. apropierea de viteze apropiate de viteza de propagare a sunetului. Depășirea 3. b. a devenit posibilă datorită îmbunătățirii formelor aerodinamice ale aeronavei și utilizării de puternice ...... Dicţionar de termeni militari

bariera de sunet- barieră acustică - o creștere bruscă a rezistenței aeronavei aerodinamice la numerele de zbor Mach M∞, depășind ușor numărul critic M*. Motivul este că pentru numerele M∞> Enciclopedia „Aviație”

bariera de sunet- barieră acustică - o creștere bruscă a rezistenței aeronavei aerodinamice la numerele de zbor Mach M∞, depășind ușor numărul critic M*. Motivul este că, pentru numerele M∞> M *, se instalează o criză de val, ... ... Enciclopedia „Aviație”

- (Avanpost barieră franceză). 1) porțile din cetăți. 2) în arene și circuri, un gard, un buștean, un stâlp prin care sare un cal. 3) un semn că luptătorii ajung într-un duel. 4) balustrade, zăbrele. Dicţionar cuvinte străine inclus în ... ... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

BARRIER, ah, soț. 1. Obstacol (un fel de perete, bară transversală), plasat în cale (la curse, la alergare). Luați b. (treci peste). 2. Gard, gard. B. cutii, balcoane. 3. transfer. Obstacol, obstacol pentru care n. Râul natural b. pentru… … Dicționar explicativ Ozhegova

Sau depășind-o.

YouTube colegial

1 / 3

Cum învinge AVIONUL BARIERA SUNETĂRĂ

Zbor în „spațiu” cu o aeronavă U-2 / Vedere din cabina de pilotaj

Bariera de sunet. Zboruri supersonice.

Subtitrări

Undă de șoc indusă de aeronave

Domnule, avioanele noastre sunt deja foarte stricte. Dacă apar mașini cu viteze și mai mari, nu le vom putea zbura. Săptămâna trecută m-am scufundat în Mustang-ul meu pe un Me-109. Avionul meu zguduia ca un ciocan pneumatic și nu se mai supune cârmelor. Nu l-am putut scoate din scufundare în niciun fel. La doar trei sute de metri de sol, abia am nivelat mașina...

După război, când mulți designeri de avioane și piloți de testare au făcut încercări persistente de a atinge marca semnificativă din punct de vedere psihologic - viteza sunetului, aceste fenomene de neînțeles au devenit norma și multe dintre aceste încercări s-au încheiat tragic. Aceasta a dat naștere la expresia nelipsită de misticism „barieră sunetului” (franceză mur du son, germană Schallmauer - zidul sunetului). Pesimiștii au susținut că această limită nu poate fi depășită, deși pasionații, riscându-și viața, au încercat în mod repetat să facă acest lucru. Dezvoltarea ideilor științifice despre mișcarea supersonică a gazului a făcut posibilă nu numai explicarea naturii „barierei sunetului”, ci și găsirea mijloacelor de depășire a acesteia.

Cu fluxul subsonic în jurul fuselajului, aripii și cozii aeronavei, pe secțiunile convexe ale contururilor lor apar zone de accelerare locală a fluxului. Când viteza de zbor a aeronavei se apropie de viteza sunetului, viteza locală a aerului în zonele de accelerare a fluxului poate depăși ușor viteza sunetului (Fig. 1a). După ce a depășit zona de accelerație, fluxul încetinește, cu formarea inevitabilă a unei unde de șoc (aceasta este proprietatea fluxurilor supersonice: trecerea de la viteza supersonică la cea subsonică are loc întotdeauna discontinuu - cu formarea unei unde de șoc). Intensitatea acestor unde de șoc este scăzută - scăderea presiunii în fața lor este mică, dar ele apar imediat în multe, în diferite puncte de pe suprafața vehiculului și, împreună, schimbă dramatic natura fluxului său în jurul acestuia, cu o deteriorarea caracteristicilor sale de zbor: portanța aripii scade, cârmele de aer și eleroanele își pierd eficacitatea, aparatul devine incontrolabil, iar toate acestea sunt extrem de instabile, există o vibrație puternică. Acest fenomen se numește criza valului... Când viteza vehiculului devine supersonică (> 1), fluxul devine din nou stabil, deși caracterul său se schimbă fundamental (Fig. 1b).


Orez. 1a. Profil aerodinamic în flux aproape de sunet.	Orez. 1b. Profil aerodinamic în flux supersonic.

În aripile cu profil relativ gros, în condițiile unei crize de valuri, centrul presiunii se deplasează brusc înapoi, în urma căruia botul aeronavei devine „greu”. Piloții de luptători cu piston cu o astfel de aripă, care au încercat să atingă viteza maximă într-o scufundare de la o înălțime mare la putere maximă, atunci când se apropie de „bariera sunetului” au devenit victime ale crizei valurilor - odată ajunse în ea, a fost imposibil să ajungă. ieșiți din scufundare fără a stinge viteza, ceea ce, la rândul său, era foarte greu de făcut într-o scufundare. Cel mai caz cunoscut tragerea într-o scufundare dintr-un zbor orizontal în istoria aviației interne este dezastrul Bakhchivandzhi la testarea rachetei BI-1 pe viteza maxima... Cei mai buni luptători cu aripi drepte din al Doilea Război Mondial, precum P-51 Mustang sau Me-109, au avut o criză a valurilor de mare altitudine, începând cu viteze de 700-750 km/h. În același timp, avioanele Messerschmitt Me.262 și Me.163 din aceeași perioadă aveau o aripă înclinată, datorită căreia au ajuns fără probleme la viteze de peste 800 km/h. De asemenea, trebuie remarcat faptul că o aeronavă cu o elice tradițională în zbor la nivel nu poate atinge o viteză apropiată de viteza sunetului, deoarece palele elicei cad în zona de criză a valurilor și își pierd eficiența mult mai devreme decât aeronava. Elicele supersonice cu lame de sabie sunt capabile să rezolve această problemă, dar mai departe acest moment astfel de șuruburi se dovedesc a fi prea complicate în termeni tehnici și foarte zgomotoase, prin urmare nu sunt folosite în practică.

Aeronavele subsonice moderne cu o viteză de zbor de croazieră suficient de apropiată de sonică (peste 800 km/h) sunt de obicei executate cu aripile și coada înclinate cu profile subțiri, ceea ce permite ca viteza cu care criza valurilor începe să se deplaseze spre valori mai mari. Avioanele supersonice, care trebuie să treacă de secțiunea de criză a valurilor în timp ce câștigă viteză supersonică, au diferențe de proiectare din subsonic, asociat atât cu particularitățile fluxului supersonic al aerului, cât și cu nevoia de a rezista la sarcinile apărute în condiții de zbor supersonic și criză a valurilor, în special - o aripă triunghiulară cu un profil în formă de diamant sau triunghiular.

la viteze de zbor subsonice, trebuie evitate vitezele la care începe o criză a valurilor (aceste viteze depind de caracteristicile aerodinamice ale aeronavei și de altitudinea de zbor);
trecerea de la viteza subsonică la cea supersonică a aeronavelor cu reacție trebuie efectuată cât mai repede posibil, folosind postcombustionul motorului, pentru a evita un zbor lung în zona de criză a valurilor.

Termen criza valului se aplică și ambarcațiunilor care se deplasează la viteze apropiate de viteza valurilor de la suprafața apei. Dezvoltarea unei crize a valurilor face dificilă creșterea vitezei. Depășirea crizei valurilor de către navă înseamnă intrarea în modul de planare (alunecarea carenei de-a lungul suprafeței apei).

Zboruri coborâte cu un luptător experimentat

În prezent, problema „ruperii barierei sunetului” pare să fie în esență sarcina motoarelor puternice. Dacă există suficientă forță pentru a depăși creșterea rezistenței întâmpinate până la și direct pe bariera sonoră, astfel încât aeronava să poată trece rapid prin intervalul critic de viteză, atunci ar trebui să fie de așteptat o dificultate mică. Ar putea fi mai ușor pentru o aeronavă să zboare în intervalul de viteză supersonică decât în intervalul de tranziție între viteze subsonice și supersonice.

Astfel, situația este oarecum asemănătoare cu cea care predomina la începutul acestui secol, când frații Wright au putut dovedi posibilitatea zbor activ pentru ca aveau un motor usor cu suficienta tractiune. Dacă am avea motoarele potrivite, atunci zborul supersonic ar deveni destul de comun. Până de curând, depășirea barierei sunetului în zborul la nivel se realiza doar cu utilizarea unor sisteme de propulsie destul de neeconomice, precum motoarele de rachetă și ramjet (motoare ramjet) cu un consum foarte mare de combustibil. Sunt echipate cu aeronave experimentale de tip X-1 și Sky-rocket motoare rachete care sunt de încredere doar pentru câteva minute de zbor, sau motoare cu turboreacție cu post-ardere, dar la momentul scrierii acestui articol, există mai multe avioane care pot zbura cu viteză supersonică timp de o jumătate de oră. Dacă citiți în ziar că un avion „a trecut prin bariera sonoră”, înseamnă adesea că a făcut-o printr-o scufundare. În acest caz, gravitația a suplimentat lipsa de tracțiune.

Există un fenomen ciudat asociat cu aceste acrobații pe care aș dori să-l subliniez. Să presupunem că avionul

se apropie de observator cu viteza subsonică, se scufundă, atingând viteza supersonică, apoi iese din scufundare și continuă să zboare cu viteză subsonică din nou. În acest caz, observatorul de la sol aude adesea două sunete puternice de bubuituri, urmându-se destul de repede: „Bum, bum!” Unii savanți au propus explicații pentru originea zumzetului dublu. Akeret din Zurich și Maurice Roy din Paris au sugerat ambii că zumzetul se datorează acumulării de impulsuri sonore, cum ar fi zgomotul motorului, emise în timp ce avionul trece prin viteza sunetului. Dacă avionul se deplasează spre observator, atunci zgomotul emis de avion va ajunge la observator într-o perioadă mai scurtă de timp comparativ cu intervalul în care a fost emis. Astfel, există întotdeauna o anumită acumulare de impulsuri sonore, cu condiția ca sursa sonoră să se deplaseze către observator. Cu toate acestea, dacă sursa de sunet se mișcă cu o viteză apropiată de viteza sunetului, atunci acumularea este amplificată la infinit. Acest lucru devine evident dacă presupunem că tot sunetul emis de o sursă care se deplasează cu exact viteza sunetului direct către observator va ajunge la acesta din urmă într-un moment scurt de timp, și anume, atunci când sursa sonoră s-a apropiat de locația observatorului. Motivul este că sunetul și sursa de sunet se vor mișca cu aceeași viteză. Dacă sunetul s-ar deplasa în această perioadă de timp cu viteză supersonică, atunci succesiunea impulsurilor sonore percepute și emise ar fi inversată; observatorul va distinge semnalele emise mai târziu, înainte de a percepe semnalele emise mai devreme.

Procesul dublu zumzet, în conformitate cu această teorie, poate fi ilustrat prin diagrama din Fig. 58. Să presupunem că avionul se deplasează direct către observator, dar cu viteză variabilă. Curba AB arată mișcarea aeronavei în timp. Unghiul de înclinare al tangentei la curbă indică viteza instantanee a aeronavei. Liniile paralele prezentate în diagramă indică propagarea sunetului; unghiul de înclinare în aceste linii drepte corespunde vitezei sunetului. În primul rând, viteza aeronavei este subsonică în secțiune, apoi supersonică în secțiune și, în final, în secțiune, din nou subsonică. Dacă observatorul se află la distanța inițială D, atunci punctele afișate în linie orizontală corespund secvenței percepute

Orez. 58. Diagrama distanță-timp a unui avion care zboară cu viteză variabilă. Liniile paralele cu un unghi de înclinare în arată propagarea sunetului.

impulsuri sonore. Vedem că sunetul emis de avion în timpul celei de-a doua treceri a barierei (punctului) a sunetului ajunge la observator mai devreme decât sunetul emis în timpul primului pasaj (punct). În aceste două momente, observatorul percepe, la un interval de timp infinit de mic, impulsuri emise într-o perioadă limitată de timp. În consecință, aude un bubuit ca o explozie. Între două sunete de zumzet, el percepe simultan trei impulsuri emise în timp diferit cu avionul.

În fig. 59 este o ilustrare schematică a intensității zgomotului care ar fi de așteptat în acest caz simplificat. Trebuie remarcat faptul că acumularea de impulsuri sonore în cazul unei surse de sunet care se apropie este același proces care este cunoscut sub numele de efect Doppler; cu toate acestea, caracteristica acestui din urmă efect este de obicei limitată la modificarea înălțimii asociată cu procesul de acumulare. Intensitatea zgomotului perceput este greu de calculat deoarece depinde de mecanismul de producere a sunetului, care nu este foarte bine cunoscut. În plus, procesul este complicat de forma traiectoriei, posibile ecouri și unde de soc observat în părți diferite aeronava în timpul zborului și a cărei energie este convertită în unde sonore după ce aeronava și-a redus viteza. În unele

Orez. 59. Reprezentarea schematică a intensității zgomotului perceput de observator.

în articolele recente pe această temă, zgomotul dublu, uneori triplu, observat în scufundări de viteză ultra mare, a fost atribuit acestor unde de șoc.

Problema „ruperii barierei sunetului” sau „zidul sunetului” pare să emoționeze imaginația publicului (filmul englez Breaking the Sound Barrier oferă o perspectivă asupra provocărilor zburării printr-un singur Mach); piloții și inginerii discută problema atât în serios, cât și în glumă. Următoarele „discursuri științifice” despre zborul transonic demonstrează o combinație excelentă de cunoștințe tehnice și libertăți poetice:

Am alunecat lin prin aer cu 540 de mile pe oră. Mi-a plăcut întotdeauna micul XP-AZ5601-NG pentru exploatarea ușoară și pentru faptul că indicatorul Prandtl-Reynolds este ascuns în colțul din dreapta din partea de sus a panoului. Am verificat instrumentele. Apa, combustibil, rpm, eficienta Carnot, viteza la sol, entalpie. Toate ok. Îndreptare 270 °. Eficiența arderii este normală - 23 la sută. Vechiul motor turboreactor bâzâia calm, ca întotdeauna, iar dinții lui Tony abia țâșneau din cele 17 uși, pe care le aruncă peste Schenectady. Din motor se scurgea doar un firicel subțire de ulei. Asta e viața!

Știam că motorul avionului era bun pentru viteze mai mari decât orice am încercat vreodată. Vremea era atât de senină, cerul era atât de albastru, aerul era atât de calm încât nu am putut rezista și mi-am mărit viteza. Am mișcat încet pârghia înainte cu o poziție. Regulatorul a oscilat doar puțin și, după aproximativ cinci minute, totul a fost calm. 590 mph. Am apăsat din nou maneta. Doar două duze sunt înfundate. Am apăsat pe Narrow Hole Cleaner. Deschis din nou. 640 mph. Liniște. Țeava de eșapament aproape s-a aplecat, câțiva centimetri pătrați încă expuși pe o parte. Mâinile îmi mănâncau pârghia și am apăsat-o din nou. Avionul a accelerat până la 690 de mile pe oră, trecând prin segmentul critic fără a sparge niciun geam. Carlinga se încălzește, așa că am suflat mai mult aer în răcitorul vortex. Mach 0,9! Nu am zburat niciodată mai repede. Am putut vedea o scuturare usoara in afara hubloului, asa ca am ajustat forma aripii si a disparut.

Tony moțea acum, iar eu am suflat fum din pipa lui. Nu am putut rezista și am adăugat un alt nivel de viteză. În exact zece minute am ajuns din urmă cu Mach 0,95. În spate, în camerele de ardere, presiunea totală a scăzut diabolic. Asta era viata! Indicatorul Pocket era roșu, dar nu mi-a păsat. Lumânarea lui Tony încă ardea. Știam că gama este zero, dar nu mi-a dat nimic.

Capul mi se învârtea de entuziasm. Un pic mai mult! Mi-am pus mâna pe pârghie, dar tocmai atunci Tony a întins mâna și genunchiul lui s-a lovit de mâna mea. Pârghia a sărit până la zece niveluri! La dracu '! Avionul și-a zguduit toată lungimea, iar pierderea colosală de viteză ne-a aruncat pe Tony și pe mine pe panou. Se părea că am lovit puternic zid de cărămidă! Am putut vedea că botul avionului era mototolit. M-am uitat la turometru și am înghețat! 1.00! Doamne, într-o clipă m-am gândit, suntem la maxim! Dacă nu-l fac să încetinească înainte de a aluneca, vom fi în scădere a rezistenței! Prea târziu! Mach 1.01! 1.02! 1.03! 1.04! 1.06! 1.09! 1.13! 1.18! Eram disperată, dar Tony știa ce să facă. Cât ai clipi, a dat înapoi

mutare! Aerul cald a intrat în țeava de evacuare, a fost comprimat în turbină, a intrat din nou în camere, a extins compresorul. Combustibilul a început să curgă în rezervoare. Contorul de entropie a oscilat la zero. Mach 1.20! 1.19! 1.18! 1.17! Suntem mântuiți. A alunecat înapoi, s-a deplasat înapoi în timp ce Tony și cu mine ne-am rugat ca separatorul de flux să nu se lipească. 1.10! 1.08! 1.05!

La dracu '! Ne-am lovit de cealaltă parte a zidului! Suntem prinși! Nu este suficientă forță negativă pentru a sparge spatele!

În timp ce ne încântăm de frică de perete, coada avionului s-a prăbușit și Tony a strigat: „Aprindeți rachetele de amplificare!” Dar s-au întors în direcția greșită!

Tony întinse mâna și îi împinse înainte, liniile lui Mach curgând din degetele lui. Le-am dat foc! Lovitura a fost copleșitoare. Am leșinat.

Când mi-am venit în fire, micul nostru avion, tot răsucit, tocmai trecea prin zero Mach! L-am scos pe Tony afară și am căzut greu la pământ. Avionul a încetinit în est. Câteva secunde mai târziu, am auzit o prăbușire, de parcă s-ar fi lovit de un alt perete.

Nu a fost găsit niciun șurub. Tony a început să țese plasa în timp ce eu mă duceam la MIT.