Что происходит когда самолет преодолевает звуковой барьер?

Содержание

Что это, преодоление звукового барьера? Ответ неверный

Правообладатель иллюстрации SPL

О впечатляющих фотографиях реактивных истребителей в плотном конусе водяного пара часто говорят, что это, мол, самолет преодолевает звуковой барьер. Но это ошибка. Обозреватель BBC Future рассказывает об истинной причине феномена.

Это эффектное явление неоднократно запечатлевали фотографы и видеооператоры. Военный реактивный самолет проходит над землей на большой скорости, несколько сотен километров в час.

По мере того как истребитель ускоряется, вокруг него начинает формироваться плотный конус конденсата; создается впечатление, что самолет — внутри компактного облака.

Будоражащие фантазию подписи под такими фотографиями зачастую утверждают, что перед нами — визуальное свидетельство звукового удара при выходе самолета на сверхзвуковую скорость.

На самом деле, это не совсем так. Мы наблюдаем так называемый эффект Прандтля-Глоерта — физическое явление, возникающее при приближении самолета к скорости звука. С преодолением звукового барьера оно не связано.

  • Другие статьи сайта BBC Future на русском языке

По мере развития авиастроения аэродинамические формы становились все более обтекаемыми, а скорость летательных аппаратов неуклонно росла – самолеты начали делать с окружающим их воздухом такие вещи, на которые не были способны их более тихоходные и громоздкие предшественники.

Загадочные ударные волны, формирующиеся вокруг низколетящих самолетов по мере приближения к скорости звука, а затем и преодоления звукового барьера, свидетельствуют о том, что воздух на таких скоростях ведет себя весьма странным образом.

Так что же это за таинственные облака конденсата?

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Эффект Прандтля-Глоерта наиболее ярко выражен при полетах в теплой, влажной атмосфере

По словам Рода Ирвина, председателя аэродинамической группы Королевского общества воздухоплавания, условия, при которых возникает конус пара, непосредственно предшествуют преодолению самолетом звукового барьера. Однако фотографируют это явление обычно на скоростях чуть меньше скорости звука.

Приземные слои воздуха плотнее, чем атмосфера на больших высотах. При полетах на малых высотах возникает повышенные трение и лобовое сопротивление.

Кстати, летчикам запрещено преодолевать звуковой барьер над сушей. «Выходить на сверхзвук можно над океаном, но не над твердой поверхностью, — объясняет Ирвин. — Между прочим, это обстоятельство было проблемой для сверхзвукового пассажирского лайнера Concorde — запрет ввели уже после ввода его в эксплуатацию, и экипажу разрешалось развивать сверхзвуковую скорость только над водной поверхностью».

Более того, визуально зарегистрировать звуковой удар при выходе самолета на сверхзвук чрезвычайно трудно. Невооруженным глазом его не увидеть — только при помощи специального оборудования.

Для фотографирования моделей, продуваемых на сверхзвуковых скоростях в аэродинамических трубах, обычно используют специальные зеркала, чтобы засечь разницу в отражении света, вызванную формированием ударной волны.

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption При перепаде воздушного давления температура воздуха понижается, и содержащаяся в нем влага превращается в конденсат

Фотографии, полученные так называемым шлирен-методом (или методом Теплера), используют для визуализации ударных волн (или, как их еще называют, скачков уплотнения), образующихся вокруг модели.

В ходе продувок вокруг моделей не создаются конусы конденсата, поскольку используемый в аэродинамических трубах воздух предварительно осушается.

Конусы водяного пара связаны со скачками уплотнения (а их несколько), формирующимися вокруг самолета по мере набора им скорости.

Когда скорость летательного аппарата приближается к скорости звука (около 1234 км/ч на уровне моря), в обтекающем его воздухе возникает перепад местного давления и температуры.

Как следствие, воздух теряет способность удерживать влагу, и формируется конденсат в форме конуса, как на этом видео.

«Видимый конус пара вызван скачком уплотнения, при котором возникает перепад давления и температуры окружающего самолет воздуха», — говорит Ирвин.

На многих из самых удачных фотографий этого явления запечатлены самолеты ВМС США — и это неудивительно, учитывая, что теплый, влажный воздух у поверхности моря, как правило, способствует более яркому проявлению эффекта Прандтля-Глоерта.

Такие трюки часто проделывают истребители-бомбардировщики F/A-18 Hornet – это основной тип самолетов палубного базирования американской морской авиации.

Правообладатель иллюстрации SPL Image caption Скачок уплотнения при выходе самолета на сверхзвук трудно обнаружить невооруженным глазом

На таких же боевых машинах летают члены пилотажной группы ВМС США Blue Angels, мастерски выполняющие маневры, при которых вокруг самолета образуется конденсационное облако.

Из-за зрелищности явления его нередко используют в целях популяризации морской авиации. Летчики намеренно маневрируют над морем, где условия для возникновения эффекта Прандтля-Глоерта наиболее оптимальны, а поблизости наготове дежурят профессиональные флотские фотографы — ведь сделать четкий снимок реактивного самолета, летящего со скоростью 960 км/ч, на обычный смартфон невозможно.

Наиболее эффектно конденсационные облака выглядят на так называемом трансзвуковом-режиме полета, когда воздух частично обтекает самолет на сверхзвуковой скорости, а частично — на дозвуковой.

«Самолет при этом необязательно летит на сверхзвуковой скорости, но воздух обтекает верхнюю поверхность его крыла с большей скоростью, чем нижнюю, что приводит к местному скачку уплотнения», — говорит Ирвин.

По его словам, для возникновения эффекта Прандтля-Глоерта необходимы определенные климатические условия (а именно — теплый и влажный воздух), с которыми истребители палубной авиации сталкиваются чаще других самолетов.

Все, что вам остается сделать, — попросить об услуге профессионального фотографа, и — вуаля! — ваш самолет запечатлели в окружении эффектного облака водяного пара, которое многие из нас ошибочно принимают за признак выхода на сверхзвук.

  • Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Оказывается, одним из широко распространённых околоавиационных заблуждений является так называемый “звуковой барьер”, который “преодолевают” самолёты.

Даже больше: со сверхзвуковым полётом связан целый букет заблуждений. Как же обстоит дело в реальности? (Рассказ с фотографиями.)

Заблуждение первое: “хлопок”, якобы сопровождающий “преодоление звукового барьера” (ранее, ответ на этот вопрос опубликован на сайте “Элементы”).

С “хлопком” происходит недоразумение, вызванное неверным пониманием термина “звуковой барьер”. Этот “хлопок” правильно называть “звуковым ударом”. Самолет, движущийся со сверхзвуковой скоростью, создает в окружающем воздухе ударные волны, скачки воздушного давления. Упрощенно эти волны можно представить себе в виде сопровождающего полет самолета конуса, с вершиной, как бы привязанной к носовой части фюзеляжа, а образующими, направленными против движения самолета и распространяющимися довольно далеко, например до поверхности земли.

Когда граница этого воображаемого конуса, обозначающая фронт основной звуковой волны, достигает уха человека, то резкий скачок давления воспринимается на слух как хлопок. Звуковой удар, как привязанный, сопровождает весь полет самолета, при условии что самолет движется достаточно быстро, пусть и с постоянной скоростью. Хлопком же кажется проход основной волны звукового удара над фиксированной точкой поверхности земли, где, например, находится слушатель.

Другими словами, если бы сверхзвуковой самолет с постоянной, но сверхзвуковой, скоростью принялся летать над слушателем туда-сюда, то хлопок слышался бы каждый раз, спустя некоторое время после пролета самолета над слушателем на достаточно близком расстоянии.

А “звуковым барьером” в аэродинамике называют резкий скачок воздушного сопротивления, возникающий при достижении самолетом некоторой пограничной скорости, близкой к скорости звука. При достижении этой скорости характер обтекания самолета воздушным потоком меняется кардинальным образом, что в свое время сильно затрудняло достижение сверхзвуковых скоростей. Обычный, дозвуковой, самолет не способен устойчиво лететь быстрее звука, как бы его ни разгоняли, — он просто потеряет управление и развалится.

Для преодоления звукового барьера ученым пришлось разработать крыло со специальным аэродинамическим профилем и придумать другие ухищрения. Интересно, что пилот современного сверхзвукового самолета хорошо чувствует “преодоление” своим летательным аппаратом звукового барьера: при переходе на сверхзвуковое обтекание ощущается “аэродинамический удар” и характерные “скачки” в управляемости. Вот только с “хлопками” на земле эти процессы напрямую не связаны.

Заблуждение второе: “срыв тумана”.

Если о “хлопке” почти все знают, то с “туманом” ситуация несколько более “специальная”. Есть множество снимков, где летящий самолёт (обычно это истребитель) как бы “выскакивает” из туманного конуса. Смотрится очень эффектно:

Туман и относят к “звуковому барьеру”. Мол, это на фотографии как раз запечатлён момент “преодоления”, а туман и есть “тот самый барьер”.

На самом же деле, возникновение тумана связано лишь с резким перепадом давления, сопровождающим полёт самолёта. В результате аэродинамических эффектов за элементами конструкции самолёта образуются не только области повышенного давления, но и области разрежения воздуха (возникают колебания давления). Именно в этих областях разрежения (протекающего, фактически, без теплообмена с окружающей средой, так как процесс “очень быстрый”) и конденсируется водяной пар. Причиной этому служит резкое падение “локальной температуры”, приводящее к резкому смещению так называемой “точки росы”.

Так что, если влажность воздуха и температура подходят, то такой туман — вызванный интенсивной конденсацией атмосферной влаги — сопровождает весь полёт самолёта. И не обязательно на сверхзвуковой скорости. Например, на фотографии ниже, бомбардировщик B-2, а это дозвуковой самолёт, сопровождается характерной дымкой:

Конечно, так как фотография фиксирует один миг полёта, то, в случае со сверхзвуковыми самолётами, создаётся ощущение “выскакивающего” из тумана истребителя. Особенно выраженного эффекта можно достичь при полёте на небольших высотах над морем, так как в этом случае атмосфера обычно очень влажная.

Именно поэтому большинство “художественных” снимков сверхзвукового полёта сделано с борта того или иного корабля, а запечатлены на снимках самолёты палубной авиации.

5 стратегий для преодоления прокрастинации

Противоположность «надо – хочу» кажется нам настолько же очевидной и естественной, как «черное – белое» или «день – ночь». А между тем ничего «природного» в подобном разделении нет: это всего лишь одна из наших привычек – очень давняя и не самая полезная.

Краткая история «надо»

Сначала мы были маленькими и все, что мы делали, было хорошо. Всем нравилось, как мы агукаем, и как мы ползаем, и даже как мы сидим на горшке. Мы сами решали, что нам надо: когда мы хотели спать – это значило, что сейчас именно этим и надо заняться, и мы засыпали; когда мы кричали, это значило, что надо есть или менять пеленки. Между «хочу» и «надо» не было никакой разницы.

Потом мы пошли в детский сад, и первая взрослая вещь, которую мы там выучили, – это то, что наши желания не важны. Если время сна – то ты сейчас будешь спать, время обеда – будешь есть. Хочешь или нет – не имеет значения: будешь «через не хочу».

Если мы тратим много сил на излишнее, то их не остается для необходимого.

Эмиль Дюркгейм

В школе мы выучили: наша ценность не абсолютна, а относительна. Где-то там есть шкала, а вернее много шкал, по которым можно определить, насколько мы хороши. Есть специальные люди, которые знают, чего мы стоим, и сообщают нам об этом с помощью цифр в дневнике. В отличие от наказаний, которые мы получали за какое-то конкретное поведение (поколотил брата – гулять не пойдешь), оценки значат гораздо больше. Они теперь обозначают, кто я: «двоечник», «разгильдяй», «молодец», «будущий дворник», «гуманитарий», «светлая голова», «способный», «тормоз» и т. д.

Причем, в отличие от поведения, которое в какой-то степени от меня зависит (я сам решаю, колотить мне брата или нет), все эти качества и способности не зависят от меня никак. Если у меня есть «талант к музыке» – хорошо, но я тут ни при чем; если мне «медведь на ухо наступил» – это плохо, но я все так же ни при чем. Либо способности есть, либо их нет.

Полтора десятка лет – в детсаду, а потом в школе – нас заставляли и заставляли, до тех пор, пока мы не научились заставлять себя самостоятельно. И теперь в каждом из нас живет внутреннее разделение: внутренний «заставлятор» ведет войну с внутренним «отлынивателем», и длится это так долго, что мы, возможно, уже и забыли, что можно делать что-то иначе, чем «через не хочу».

У такой ситуации может быть всего три исхода: победа «заставлятора» (трудоголизм), победа «отлынивателя» (разгильдяйство) или же затяжной конфликт с временным перевесом то одной, то другой стороны (прокрастинация).

Такие разные установки

В психологии есть специальный термин – установка на данность (fixed mindset). Это вера в то, что карты, которые нам раздала природа, возврату и обмену не подлежат. Единственное, что мы можем делать, – это завидовать тем, кто лучше нас; смотреть сверху вниз на тех, кто хуже нас; и всячески пытаться убедить окружающих, что у нас на руках козырей больше, чем на самом деле.

Противоположность этому – установка на развитие (growth mindset). Это вера в то, что любую способность можно улучшить, приложив достаточно усилий. Люди с установкой на развитие никакую неудачу не рассматривают как окончательный вердикт относительно их ценности. Для них любой провал – это всего лишь провал одной из множества попыток, с каждой из которых они становятся все лучше.

Отстоять свои границы

Внедрение «надо» воспринимается как посягательство на личные границы. Естественным ответом на подобное посягательство становится бунт. Ребенок сопротивляется, он говорит: «Не буду делать! Не пойду в вашу дурацкую школу! Не хочу!» – он пытается отстоять свои границы. Если это сопротивление эффективно подавить, то на выходе мы получим мечту очерствевших педагогов и плохих родителей – отличника, который настойчиво и послушно делает, что ему скажут, успевает в школе, помогает по дому…

Проблема в том, что он полностью отказывается от собственных желаний в угоду требованиям системы. Он исправно реагирует на внешние воздействия, но лишен внутренних импульсов. Во взрослом возрасте такой человек может преуспеть в системе, где поощряются усердие и исполнительность. Правда, есть большие шансы, что его достижения будут ему не в радость. Ведь он не знает, кто он, чего он хочет, что его радует, – от мышления в подобных терминах он отказался давным-давно.

Если единственным мотивом наших действий является желание показать свою свободу, значит мы никак не можем освободиться от уз необходимости.

Дэвид Юм

Противоположная крайность – человек, бросивший все свои силы на сопротивление системе. Да, он не сломался, но часто это единственное его достижение. Когда извне давят достаточно сильно (а наша образовательная система на это способна), то вся энергия уходит на оборону границ, на развитие сил не остается. В школе это – «сложные дети», основное занятие которых – постоянно бросать вызов власти родителей и учителей, нарушать социальные нормы и показывать, как их все это «вообще не колышет».

Такие люди сталкиваются с классической проблемой героев победившей революции – они так долго бунтовали против, что уже и забыли, за что они за. А поскольку бунтовать – это единственное, что они умеют, то лихорадочно ищут, с кем бы сражаться дальше.

Хвалите детей правильно

Как дать своим детям установку на развитие? Их просто нужно правильно хвалить! В одном эксперименте группе детей дали математическую задачу средней сложности, с которой все в конце концов справились. Всех их за это похвалили, разница лишь в том, что половину детей хвалили за способности («светлая голова, у тебя явно талант к математике»), а вторую половину – за усердие («я вижу, ты всерьез подошел к работе, не сдался, когда сразу не получилось»).

После этого ученикам предложили задачку посложнее. Быстрее сдались дети, которых хвалили за способности. А вот дети, которых хвалили за усердие, не только больше старались, но и стремились выбирать задачки посложнее, решать простые им было уже неинтересно.

Кроме того, дети с установкой на данность чаще врут о своих результатах – ведь если ты «неспособный», то единственный способ спасти свою самооценку – прикинуться способным. Дети же с установкой на развитие понимают, что если сегодня что-то не получилось, то это значит «пока что не умею, буду учиться – и научусь».

Чудеса дипломатии

Поскольку оба варианта одинаково печальны, большинство из нас выбирают для себя промежуточный – подпольное сопротивление. Мы совершаем необходимый минимум действий, чтобы только от нас отстали. Пытаемся всячески смухлевать, чтоб упростить себе жизнь. В общем, делаем все то, что в последнее время называют красивым словом «прокрастинация».

Если вы привыкли все выполнять по слову «надо», то и собственных целей попытаетесь достичь известным способом – заставить себя. А поступать так – дело гиблое. Пока мы пытаемся себя заставлять, перемен на внутреннем фронте не будет, потому что для борьбы с заставлялками у нас есть замечательный защитный механизм – «портативный автоматический отлыниватель». Сломать его невозможно, но возможно сделать так, чтобы он не включался в определенных ситуациях.

А для этого нужно понять, как и почему он включается. Вот пять самых распространенных причин и стратегий к их преодолению.

1. Долженствование

Стоит лишь услышать слова «надо», «должен», «следует», как в мозгу включается сигнализация и защитный механизм на каждое такое «надо» отвечает веским «щас вот только…».

Что делать?
Замените «надо» на «хочу и буду». За каждым «надо» стоит «хочу» – осталось его найти. За необходимостью готовить еду стоит желание поесть или накормить, а значит, раз я хочу поесть через полчаса, то сейчас я буду готовить. Так вы получаете контроль над ситуацией и теперь вольны выбирать: либо отказаться от своего желания, либо проделать действия, ведущие к его удовлетворению. Ну а если «хочу» не обнаруживается, это означает, что за вашим «надо» стоит чье-то чужое «хочу». Хорошо, что вы об этом узнали.

2. Перфекционизм

Если «заставлятор» говорит: «Если делать, то делать идеально», то «отлыниватель» отвечает: «Идеал в природе невозможен, а значит, не стоит и начинать работать».

Что делать?
Смещайте акцент с идеального результата на безупречный процесс. Говорите себе: «Я подойду к этой задаче со всей ответственностью и сделаю все, что в моих силах».

3. Гигантофобия

Задача такая большая и сложная, что даже непонятно, с какой стороны начать.

Что делать?
Если вы ловите себя на том, что задача кажется огромной и неподъемной, делите ее на мелкие и легкоусвояемые части. Как съесть слона? По кусочкам! Делите до тех пор, пока кусочки не станут достаточно малы, чтобы не вызывать у вас панику.

4. Финишизм

Когда вы думаете о том, что вам нужно завершить, закончить, защитный механизм начинает выискивать способы, как бы до результата эту задачу не доводить.

Что делать?
Ваша цель не решить задачу окончательно, а начать над ней работать. Поймав себя на мыслях о победном, но весьма неблизком финале, спросите себя о том, «когда я в следующий раз смогу начать работать над ближайшим маленьким кусочком этой задачи».

5. Узничество

Если вы говорите себе: «Пока я не доделаю, мне придется ограничить себя во всяких приятных вещах» или «Надо работать, у меня нет времени отдыхать», то естественным решением будет сначала хорошенько отдохнуть впрок.

Что делать?
Кто плохо отдыхает – тот плохо работает. Правильная мантра: «Я буду находить время для отдыха и восстановления сил». Если безупречно работал запланированное время и не успел закончить – это не повод сидеть лишних два часа, а на следующий день прийти на работу невыспавшимся.

Возможно, наблюдая за собой, вы найдете собственные стратегии действий. Но даже работы с этими пятью будет достаточно для того, чтобы заключить внутренний мир между «хочу» и «надо».

Предложения со словом «преодоления»

Введите слово и нажмите «Найти синонимы». Поделиться, сохранить:

Мы нашли 80 предложений со словом «преодоления». Также посмотрите синонимы «преодоления».
Значение слова

  • Результатом стала напряженность в их отношениях, для преодоления которой потребовалось много времени.
  • Войска в белых халатах приподнимались и делали броски вперед, неся с собой доски для преодоления полыней и воронок от снарядов.
  • Тейлора и подходил к вопросу преодоления шаманизма с позиции просветительства.
  • С этим знаком связана мистерия преодоления смерти и разрушения.
  • Но всякий знает, что от этого до практического преодоления еще очень далеко.
  • Зная о препонах, стала искать пути их преодоления.
  • Под руководством партии он напрягает свои силы для преодоления отсталости, за воплощение в жизнь задач, выдвинутых I съездом партии.
  • Хорошим терапевтическим средством для преодоления страха он считал игру.
  • Выдал и простые, но дельные рекомендации для их преодоления.
  • Луцию Аннею хватило мужества не только для преодоления болезни, но и на то, чтобы завоевать свое место на политическом олимпе.
  • Можно только войти в такую стадию жизни, в которой низшая душа из объекта служения становится, и вполне активно, объектом преодоления.
  • Для преодоления языковых трудностей он взял В университете курс «Египетская культура» на английском языке.
  • Наличие необходимых знаний философ считал важной предпосылкой для преодоления возникающих проблем и недопущения зла и несчастий.
  • Доросла ли техника до преодоления трудностей, представляемых льдами полярной области, судить не мне.
  • Человек, совершающий такой путь, получает от его преодоления большую пользу.
  • Сталиным была выдвинута задача коллективизации, как решающее средство преодоления отсталости сельского хозяйства.
  • Необходимо также рассмотреть пути преодоления Фрейдом подобных ситуаций.
  • Впрочем, отчаяние, при условии, что оно ясно осознается, может выступить средством своего преодоления и возвращения к себе.
  • Но счастливое чувство преодоления душевной тяжести, когда вдруг все отступало, несли у Твардовского и песни протяжные, печальные.
  • Хвастовство и вранье были попытками фантастического преодоления (и легкого) трудных жизненных препятствий, ведущих к достижениям.
  • Поднимались проблемы преодоления дефицитности в нашей экономике, диктата производителя и другие.
  • По собственной инициативе я подготовил также свои соображения по вопросу о причинах кризиса в КПСС и путях его преодоления.
  • Именно Хлопонину принадлежит заслуга не только преодоления кризиса в «Норникеле», а выход предприятия на доходность.
  • Из истории идеологий, движений, режимов и их преодоления.
  • Никакого преодоления законов природы не происходит.
  • Для преодоления кризиса было необходимо укрепить государственную власть.
  • Именно эти успешные опыты зародили в нем мысль использовать электричество для преодоления пространства и служить средством связи.
  • Поэтому основной идеей философии французского мыслителя была идея свободы как «преодоления необходимости и выбора».
  • И для преодоления всех этих испытаний в течение нескольких тысячелетий существования с Торой Господь снабдил евреев большими талантами.
  • Поставлена задача преодоления всех негативных явлений, связанных с государственной собственностью, ее монопольным положением.
  • Иногда повседневные преодоления трудностей могут быть не менее героичны.
  • Чтобы вывести тело из этой точки, требовалось приложить к нему энергию для преодоления гравитации и для придания скорости.
  • И никакие трудности преодоления материала еще не могли бы остановить их, если они твердо верили в свое призвание.
  • О некоторых методах ее преодоления я рассказывал в таллинских историях.
  • В результате после преодоления кризиса мои жизненные установки начали меняться.
  • Поиски эти болезненны, но пути преодоления кризиса, похоже, понятны.
  • С целью скорейшего преодоления кризиса сахарозаводчики добились согласия правительства на вывоз сахара за границу на льготных условиях.
  • Нужно было что-то придумать для преодоления этого недостатка.
  • Для преодоления всех этих трудностей футбольным лидерам необходима разумная смесь эмпатии и твердости.
  • Упорный и волевой юноша для каждого своего недостатка придумал методику преодоления и неуклонно тренировался.
  • https://sinonim.org/
  • После преодоления Желтой Полосы у Хорнбейна и Ансоулда появились большие сомнения в том, что им удастся с нее спуститься.
  • В настоящее время задача преодоления и подавления сопротивления эксплуататоров в России окончена в своих главных чертах.
  • Впрочем, пути преодоления формальных запретов были уже отработаны.
  • Средством преодоления разболтанности стал устав.
  • Хрущеву проведение последовательной политики преодоления сталинизма.
  • Важнейшим видом преодоления смерти становится, по Маяковскому, книга.
  • Одним из форм преодоления духовного застоя как раз и было христианство.
  • Это горький рассказ о 460 днях страданий и насилия, но также преодоления страха и боли.
  • Скоро будет отмечаться 400-летие преодоления смуты и восстановления российской государственности.
  • Видимо, по тем же причинам XX съезд не смог выдвинуть позитивную программу преодоления наследия сталинщины хотя бы на первые годы.
  • Впрочем, что говорить о Блоке, если даже ближайший сподвижник Гумилева в деле «преодоления символизма», С.М.
  • Экипаж знал, что запасные аэродромы будут предоставлены им только после преодоления отметки «четыре тысячи километров».
  • А эта перспектива безнадежности развивала в нем не энергию борьбы и преодоления трудностей, а, наоборот, отчаяние обломовца.
  • Не уйти от борьбы, от боли, от памяти в воронках, от преодоления.
  • Для преодоления явных противоречий в экспериментальных данных требуется лишь соответствующая математическая ловкость рук.
  • Я думаю, что основным условием успешного преодоления этого рубежа была психологическая устойчивость.
  • В первую очередь это 400-летие преодоления Смуты и воцарения династии Романовых, а также 100-летие начала Первой мировой войны.
  • Переправочных средств для преодоления таких каналов у нас не было.
  • Установление дипломатических отношений между СССР и ФРГ явилось важным шагом в деле преодоления пропасти отчужденности.
  • В течение нескольких дней велись интенсивные переговоры Москва-Вашингтон об условиях преодоления кризиса.
  • Нет и быть не может иного пути для преодоления смуты, чем путь жесткий, силовой, ломающий внутренние препятствия.
  • Марксиста трудность работы заставляет стремиться к более тесному сплочению лучших элементов для преодоления трудностей.
  • Поэтому не отчуждение от новых веяний, а глубокое внимание к ним было самым лучшим способом их творческого преодоления.
  • Лошади после долгой ночи преодоления болот и разбитых лесных дорог идут бодрее.
  • Зато можно на пять лет отложить как осознание собственной непригодности, так и необходимые для ее преодоления меры.
  • Сцена требует преодоления в себе границ и рубежей.
  • Мы не всегда можем выбирать препятствия на нашем пути, но мы можем выбрать способ их преодоления.
  • Может быть, дело было еще в том, что он не видел своей жизни без борьбы, без преодоления трудностей.
  • И вот во время преодоления препятствий произошла поломка оси в ходовой части.
  • Борьба с цветком Зла требует концентрации всех духовных и физических сил, преодоления многих реальных и воображаемых препятствий.
  • Вот все, что нужно, по-моему, для преодоления психических приступов моего типа: отоспаться.
  • Столько в ней боли и ее мучительного, но совсем не пафосного, не «кричащего» преодоления, что безразлично мимо не пройдешь.
  • Героизм был нужен нам для преодоления всех трудностей развития общества только за счет людей.
  • Для ее преодоления гитлеровцам потребовались и дополнительные войска, и необходимое на подготовку время.
  • Мне суждено с той поры идти путем преодоления несовершенства.
  • После спорили о «хаосе», о способах его преодоления и о пресловутом долге художника.
  • А ведь существуют чисто психологические способы преодоления чувства страха.
  • Надобно заметить, что русские, кроме преодоления природы, должны были бороться с превосходным числом неприятеля.
  • А вот в кино Учителя неизменно ощущается то и дело буксующий механизм преодоления.
  • После преодоления одного из водных рубежей отряд, в котором шел ротмистр Павел Терещенко, напоролся на засаду.

Источник – ознакомительные фрагменты книг с ЛитРес.

Мы надеемся, что наш сервис помог вам придумать или составить предложение. Если нет, напишите комментарий. Мы поможем вам.

  • Поиск занял 0.032 сек. Вспомните, как часто вы ищете, чем можно заменить слово? Добавьте sinonim.org в закладки, чтобы быстро искать синонимы, антонимы и предложения (нажмите Ctrl+D), ведь качественный онлайн словарь синонимов русского языка пригодится всегда.

Звуковой барьер

Звуковой барьер в аэродинамике — название ряда технических трудностей, вызванных явлениями, сопровождающими движение летательного аппарата (например, сверхзвукового самолёта, ракеты) на скоростях, близких к скорости звука или превышающих её.

Ударная волна, вызванная летательным аппаратом

Фотография ударных волн при обтекании модели сверхзвуковым потоком в аэродинамической трубе (Аэродинамическая лаборатория NASA)Распространение ударной волны, вызванной сверхзвуковым самолётом. Жёлтая линия — след ударной волны на земле. Снаружи конуса ударной волны (а на земле — перед жёлтой линией) самолёт не слышен.

При обтекании сверхзвуковым воздушным потоком твёрдого тела на его передней кромке образуется ударная волна (иногда не одна, в зависимости от формы тела). На фото слева видны ударные волны, образованные на острие фюзеляжа модели, на передней и задней кромках крыла и на заднем окончании модели.

На фронте ударной волны (называемой иногда также скачком уплотнения), имеющем очень малую толщину (доли миллиметра), почти скачкообразно происходят кардинальные изменения свойств потока — его скорость относительно тела снижается и становится дозвуковой, давление в потоке и температура газа скачком возрастают. Часть кинетической энергии потока превращается во внутреннюю энергию газа. Все эти изменения тем больше, чем выше скорость сверхзвукового потока. При гиперзвуковых скоростях (число Маха=5 и выше) температура газа достигает нескольких тысяч кельвинов, что создаёт серьёзные проблемы для аппаратов, движущихся с такими скоростями (например, шаттл «Колумбия» разрушился 1 февраля 2003 года из-за повреждения термозащитной оболочки, возникшего в ходе полёта).

Фронт ударной волны по мере удаления от аппарата постепенно принимает почти правильную коническую форму, перепад давления на нём уменьшается с увеличением расстояния от вершины конуса, и ударная волна превращается в звуковую. Угол между осью и образующей конуса α {\displaystyle \alpha } связан с числом Маха соотношением

sin ⁡ α = 1 M . {\displaystyle \sin \alpha ={\frac {1}{M}}.}

Когда эта волна достигает наблюдателя, находящегося, например, на Земле, он слышит громкий звук, похожий на взрыв. Распространенным заблуждением является мнение, будто бы это следствие достижения самолётом скорости звука, или «преодоления звукового барьера». На самом деле, в этот момент мимо наблюдателя проходит ударная волна, которая постоянно сопровождает самолёт, движущийся со сверхзвуковой скоростью. Обычно сразу после «хлопка» наблюдатель может слышать гул двигателей самолёта, не слышный до прохождения ударной волны, поскольку самолёт движется быстрее звуков, издаваемых им. Очень похожее наблюдение имеет место при дозвуковом полёте — самолёт, летящий над наблюдателем на большой высоте (больше 1 км), не слышен, точнее слышим с опозданием: направление на источник звука не совпадает с направлением на видимый самолёт для наблюдателя с земли.

Аналогичное явление может наблюдаться при артиллерийском огне: наблюдатель в нескольких километрах перед орудием может сначала видеть вспышку выстрела, через некоторое время слышит «гром» пролетевшего снаряда (и ещё несколько секунд после этого — создаваемый им шум).

Волновой кризис

FA-18. Видно облако конденсата, образовавшегося вследствие локального изменения давления (Эффект Прандтля — Глоерта). Зачастую подобная картина ошибочно воспринимается, как «преодоление звукового барьера», о чём свидетельствует и название фотографии.

Волновой кризис — изменение характера обтекания летательного аппарата воздушным потоком при приближении скорости полёта к скорости звука, сопровождающееся, как правило, ухудшением аэродинамических характеристик аппарата — ростом лобового сопротивления, снижением подъёмной силы, появлением вибраций и пр.

Уже в ходе Второй мировой войны скорость истребителей стала приближаться к скорости звука. При этом пилоты иногда стали наблюдать непонятные в то время и угрожающие явления, происходящие с их машинами при полётах с предельными скоростями. Сохранился эмоциональный отчёт лётчика ВВС США своему командиру генералу Арнольду:

Сэр, наши самолёты уже сейчас очень строги. Если появятся машины с ещё большими скоростями, мы не сможем летать на них. На прошлой неделе я на своём «Мустанге» спикировал на Me-109. Мой самолёт затрясся, словно пневматический молоток, и перестал слушаться рулей. Я никак не мог вывести его из пике. Всего в трёхстах метрах от земли я с трудом выровнял машину…

— Волновой кризис // Энциклопедия вооружений.

После войны, когда многие авиаконструкторы и лётчики-испытатели предпринимали настойчивые попытки достичь психологически значимой отметки — скорости звука, эти непонятные явления становились нормой, и многие из таких попыток закончились трагически. Это и вызвало к жизни не лишённое мистики выражение «звуковой барьер» (фр. mur du son, нем. Schallmauer — звуковая стена). Пессимисты утверждали, что этот предел превзойти невозможно, хотя энтузиасты, рискуя жизнью, неоднократно пытались сделать это. Развитие научных представлений о сверхзвуковом движении газа позволило не только объяснить природу «звукового барьера», но и найти средства его преодоления.

При дозвуковом обтекании фюзеляжа, крыла и оперения самолёта на выпуклых участках их обводов возникают зоны местного ускорения потока. Когда скорость полёта летательного аппарата приближается к звуковой, местная скорость движения воздуха в зонах ускорения потока может несколько превысить скорость звука (рис. 1а). Миновав зону ускорения, поток замедляется, с неизбежным образованием ударной волны (таково свойство сверхзвуковых течений: переход от сверхзвуковой скорости к дозвуковой всегда происходит разрывно — с образованием ударной волны). Интенсивность этих ударных волн невелика — перепад давления на их фронтах мал, но они возникают сразу во множестве, в разных точках поверхности аппарата, и в совокупности они резко меняют характер его обтекания, с ухудшением его лётных характеристик: подъёмная сила крыла падает, воздушные рули и элероны теряют эффективность, аппарат становится неуправляемым, и всё это носит крайне нестабильный характер, возникает сильная вибрация. Это явление получило название волнового кризиса. Когда скорость движения аппарата становится сверхзвуковой (M > 1), течение вновь становится стабильным, хотя его характер изменяется принципиально (рис. 1б).

Рис. 1а. Крыло в близком к звуковому потоке. Рис. 1б. Крыло в сверхзвуковом потоке.

У крыльев с относительно толстым профилем в условиях волнового кризиса центр давления резко смещается назад, в результате чего нос самолёта «тяжелеет». Пилоты поршневых истребителей с таким крылом, пытавшиеся развить предельную скорость в пикировании с большой высоты на максимальной мощности, при приближении к «звуковому барьеру» становились жертвами волнового кризиса — попав в него, было невозможно выйти из пикирования не погасив скорость, что в свою очередь очень сложно сделать в пикировании. Наиболее известным случаем затягивания в пикирование из горизонтального полёта в истории отечественной авиации является катастрофа Бахчиванджи при испытании ракетного БИ-1 на максимальную скорость. У лучших истребителей Второй мировой войны с прямыми крыльями, таких как P-51 «Мустанг» или Me-109, волновой кризис на большой высоте начинался со скоростей 700—750 км/ч. В то же время, реактивные Мессершмитт Me.262 и Me.163 того же периода имели стреловидное крыло, благодаря чему без проблем развивали скорость свыше 800 км/ч. Следует также отметить, что самолёт с традиционным винтом в горизонтальном полёте не может достичь скорости, близкой к скорости звука, поскольку лопасти воздушного винта попадают в зону волнового кризиса и теряют эффективность значительно раньше самолёта. Сверхзвуковые винты с саблевидными лопастями способны решить эту проблему, но на данный момент такие винты получаются слишком сложными в техническом плане и очень шумными, поэтому на практике не применяются.

Современные дозвуковые самолёты с крейсерской скоростью полёта, достаточно близкой к звуковой (свыше 800 км/ч), обычно выполняются со стреловидным крылом и оперением с тонкими профилями, что позволяет сместить скорость, при которой начинается волновой кризис, в сторону бо́льших значений. Сверхзвуковые самолёты, которым приходится проходить участок волнового кризиса при наборе сверхзвуковой скорости, имеют конструктивные отличия от дозвуковых, связанные как с особенностями сверхзвукового течения воздушной среды, так и с необходимостью выдерживать нагрузки, возникающие в условиях сверхзвукового полёта и волнового кризиса, в частности — треугольное в плане крыло с ромбовидным или треугольным профилем.

Рекомендации для безопасных околозвуковых и сверхзвуковых полётов сводятся к следующему:

  • на дозвуковых скоростях полёта следует избегать скоростей, при которых начинается волновой кризис (эти скорости зависят от аэродинамических характеристик самолёта и от высоты полёта);
  • переход с дозвуковой скорости на сверхзвуковую реактивными самолётами должен выполняться насколько возможно быстрее, с использованием форсажа двигателя, чтобы избежать длительного полёта в зоне волнового кризиса.

Термин волновой кризис применяется и к водным судам, движущимся со скоростями, близкими к скорости волн на поверхности воды. Развитие волнового кризиса затрудняет рост скорости. Преодоление судном волнового кризиса означает выход на режим глиссирования (скольжения корпуса по поверхности воды).

Исторические факты

  • Первым пилотом, достигшим сверхзвуковой скорости в управляемом полёте, стал американский лётчик-испытатель Чак Йегер на экспериментальном самолёте Bell X-1 (с прямым крылом и ракетным двигателем XLR-11) достигший в пологом пикировании скорости М = 1,06. Это произошло 14 октября 1947 года.
  • В СССР звуковой барьер впервые был преодолён 26 декабря 1948 года Соколовским, а потом и Фёдоровым, в полётах со снижением на опытном истребителе Ла-176.
  • Первым гражданским самолётом, преодолевшим звуковой барьер, стал пассажирский лайнер Douglas DC-8. 21 августа 1961 года он достиг скорости 1,012 М (1262 км/ч) в ходе управляемого пике с высоты 12 496 м. Полёт предпринимался с целью собрать данные для проектирования новых передних кромок крыла.
  • 15 октября 1997 года, спустя 50 лет после преодоления звукового барьера на самолёте, англичанин Энди Грин преодолел звуковой барьер на автомобиле Thrust SSC.
  • 14 октября 2012 года Феликс Баумгартнер стал первым человеком, преодолевшим звуковой барьер без помощи какого-либо моторизированного транспортного средства, в свободном падении во время прыжка с высоты 39 километров. В свободном падении он достиг скорости 1342,8 километра в час.

> См. также

  • Эффект Прандтля — Глоерта
  • Тепловой барьер (проблемы разработки гиперзвуковых летательных аппаратов)

Примечания

  1. Волновой кризис // Энциклопедия вооружений на km.ru (недоступная ссылка)
  2. Благодаря этим зонам и образуется подъёмная сила летательного аппарата на дозвуковых скоростях.

Ссылки

  • Теоретические и инженерные основы аэрокосмической техники.
  • Что такое звуковой барьер.

Первый пилот, сумевший преодолеть звуковой барьер — Чарльз Йегер, совершивший полет на самолете Bell X-1 осенью 1947 года. В Советском Союзе данный подвиг повторили летчики Федоров и Соколовский, пилотировавшие истребитель ЛА-176 на высоте более 15 тысяч метров. Сверхзвуковая скорость судна составляла 1104 км/час, на которой он мог пройти порядком тысячи километров без дозаправок. Число маха — это отношение скорости звука к скорости, с которой передвигается летательный аппарат. Названо в честь известного австрийского физика Эрнста Маиевского, изучавшего причины возникновения ударных волн и аэродинамические процессы при сверхзвуковом передвижении тел.

Что такое звуковой барьер?

Звуковым барьером в аэродинамике называют целый ряд явлений, которыми сопровождается передвижение летательного средства на скорости звука (340 м/с) либо выше. Звуковой удар возникает из-за скачков давления и сопровождается «хлопком», воспринимаемым наблюдателем как звук взрыва. В результате волнового кризиса изменяется характер обтекания самолета, появляются вибрации, снижается подъемная сила и растет лобовое сопротивление.

Самолёт FA-18 Hornet, движущийся с околозвуковой скоростью

Потребность в преодолении звукового барьера возникла в годы Второй мировой войны, когда многие летчики замечали, что при увеличении скорости истребителя ухудшается его управляемость и ряд других важных характеристик, таких как корректировка элеронов и воздушных рулей. Пилоты самолетов поршневого типа, предпринимавшие попытки развить предельные скорости, неизбежно сталкивались с волновым кризисом, выбраться из которого без пикирования не представлялось возможным.

Значимую роль в задаче объяснения и преодоления звукового барьера сыграли научные работы, посвященные исследованиям сверхзвукового движения газа.

Величина сверхзвуковой скорости полета

Пока самолет передвигается с небольшой скоростью (до 420 км/час) на высоте до 3 тысяч метров, вычислить точные параметры полета довольно просто. Однако в случае преодоления звукового барьера самолетом падает не только температура за бортом, но и плотность воздушной среды. Когда приборы демонстрируют эквивалентные показания скорости на высоте 2 тысячи метров и 10 тысяч метров, в условиях разреженного воздуха реальная скорость будет больше.

Величина сверхзвуковой скорости полета

На скорости звука воздушное пространство перестает быть однородным и сильно затрудняет передвижение низкоскоростных летательных аппаратов. Создается среда, в которой возникают скачки уплотнения и изменение характера обтекания самолета, что создает предпосылки для волнового кризиса. Скачок уплотнения увеличивает энтропию газа, которая уменьшается в процессе прохождения звукового барьера.

Особенности сверхзвукового полета

Переход на сверхзвуковую скорость сопровождается ударной волной, возникающей из-за разницы давления. В случае, если она будет длиться больше секунды, фюзеляж судна может не выдержать подобных нагрузок, что приведет к его крушению. Если посмотреть на преодоление самолетом звукового барьера на видео, то можно заметить, что ударной волной разрушаются практически все стекла жилых домов, расположенных на поверхности земли.

После того как американский летчик Чарльз Йегер сумел впервые преодолеть звуковой барьер, он был поражен воцарившейся в кабине самолета «божественной тишиной». В момент, когда стрелке махметра удается перевалить за отметку 1.0, звуковое давление внутри судна заметно уменьшается. Однако повышается риск деформации фюзеляжа и других частей летательного аппарата.

Чарльз Йегер

На показатели энергетики (интенсивности) скачка уплотнения оказывают влияние условия окружающей среды, конструктивные особенности самолета и скорость его передвижения. Пилотам гиперзвуковых пассажирских лайнеров «Concorde» и «ТУ-144» было дозволено преодолевать звуковой барьер исключительно над поверхностью океана в воздушном пространстве, превышающем на несколько тысяч метров высоту передвижения стандартных летательных аппаратов гражданской авиации.

Вы когда-нибудь слышали хлопок от самолета, переходящего сверхзвуковой барьер? ДаНет

Что происходит с самолетом во время преодоления звукового барьера?

Что происходит с летательным аппаратом при достижении скорости звука? Начинается образование ударных волн, которые появляются в хвостовой части самолета, в задней и фронтальной кромке, а также на острие фюзеляжа. Скачок уплотнения обладает очень малой толщиной, а фронт ударной волны отличается кардинальными изменениями, происходящими со свойствами потока. Его скоростные показатели снижаются по отношению к телу, и скорость приобретает свойства дозвуковой. Кинетическая энергия частично преображается в газовую (внутреннюю).

Хлопок сверхзвукового самолета представляет собой «звуковой удар», который возникает из-за скачков давления воздуха. Хлопок появляется в результате прохождения основной волны и воспринимается слушателем каждый раз, когда самолет пролетает над его головой.

Масштаб подобных изменений прямо пропорционален скорости гиперзвукового потока. Число маха в данном случае превышает 5, а температурные показатели серьезно повышаются, что выступает причиной ряда проблем для летательных аппаратов, передвигающихся на сверхзвуковых скоростях. Повреждение термозащитных оболочек спровоцировало крушение многоразового космического транспортного корабля NASA под названием «Columbia» в 2003 году. Шаттл входил в земную атмосферу для совершения посадки и был поврежден ударной волной высокой силы.

Российский пассажирский сверхзвуковой самолет

Первый пассажирский самолет, который преодолел звуковой барьер, — ТУ-144, созданный инженерами из конструкторского бюро Туполева. Для преодоления звукового барьера лайнер был выполнен в форме бесхвостового низкоплана, оснащенного дополнительными силовыми установками. ТУ-144 был лишен привычных для летательных средств предыдущего поколения закрылков и предкрылков, а переход на гиперзвуковой режим осуществлялся благодаря сложной процедуре перераспределения топлива в задние центровочные баки.

ТУ-144

Сверхзвуковой высотный бомбардировщик Валькирия

Без затруднений преодолевает звуковой барьер высотный бомбардировщик «Валькирия» XB-70, развивающий скорость свыше трех махов (3673 км/час) и поднимающийся на высоту свыше 20 тысяч метров. Для передвижения на гиперзвуковой скорости конструкторы были вынуждены снизить взлетную массу, а также перевести самолет на пентаборан (бороводородную топливную смесь), обладающую повышенной энергией сгорания. Бомбардировщик представляет собой «бесхвостку», выполненную из высокопрочной инструментальной стали.

Валькирия» XB-70

Звуковой барьер — Sound barrier

Эта статья о термине авиации. Для других применений, см звукового барьера (значений) . ВМС США F / A-18 летает быстрее , чем скорость звука. Белое облако формируется пониженным давлением и температурой воздуха вокруг хвостовой части летательного аппарата (см Прандтля-Глауэрт Сингулярность ).

  1. дозвуковой
  2. Mach 1
  3. сверхзвуковой
  4. Ударная волна

Звуковой барьер или звуковой барьер является внезапное увеличение аэродинамического сопротивления и других нежелательных эффектов , испытываемых в самолете или другого объекта , когда он приближается к скорости звука . Когда самолет первым начал , чтобы иметь возможность достичь близкого к скорости звука, эти эффекты были замечены как образующий барьер , делая более высокие скорости очень трудно или невозможно. Термин звуковой барьер все еще иногда используется сегодня для обозначения самолетов , достигающего сверхзвукового полета .

В сухом воздухе при температуре 20 ° C (68 ° F), скорость звука составляет 343 метров в секунду (около 767 миль / ч, 1234 км / ч или 1,125 футов / с). Термин вошел в употребление во время Второй мировой войны , когда пилоты высокоскоростных истребителей испытали эффекты сжимаемости , ряд неблагоприятных аэродинамических эффектов , которые удержаны дальнейшее ускорение, казалось бы , мешая полет на скоростях , близких к скорости звука. Эти трудности представляют собой барьер для летать на более высоких скоростях. В 1947 было показано , что безопасный полет на скорости звука был достижим в специально спроектированном самолете , тем самого преодолев барьер. К 1950 новых конструкций самолетов — истребителей обычно достигает скорости звука, и быстрее.

история

Некоторые общие кнуты , такие как кнут или бич пастух способны двигаться быстрее , чем звук: кончик хлыста превышает эту скорость и приводит к резкому трещины буквально на звуковой удар . Огнестрельное оружие , сделанное после 19 — го века , как правило , имело сверхзвуковую скорость пули .

Звуковой барьер может быть первым прорван живыми существами около 150 миллионов лет назад. Некоторые paleobiologists сообщают , что, основываясь на компьютерных моделях их биомеханических возможностей, определенные длиннохвостые динозавры , такие как апатозавр и Diplodocus , возможно, были в состоянии вылить свои хвосты на сверхзвуковых скоростях, создавая потрескивающий звук. Этот вывод теоретический и оспариваются другими в этой области. Метеориты , входящие в атмосферу Земли обычно, если не всегда, спускаться быстрее , чем звук.

Ранние проблемы

Кончик винта на многих ранних самолетов может достигать сверхзвуковых скоростей, производя заметный гул , который дифференцирует такие самолеты. Это нежелательно, так как трансзвуковое движение воздуха создает разрушительные ударные волны и турбулентность. Это происходит из — за этих эффектов, пропеллеры , как известно, страдают от резко снизилась производительность по мере приближения к скорости звука . Легко показать , что мощность , необходимая для повышения производительности настолько велика , что вес требуемого двигателя растет быстрее , чем выходная мощность гребного винта может компенсировать. Эта проблема была одна , которая привела к ранним исследованиям в реактивные двигатели , в частности , от Фрэнка Уиттл в Англии и Ганс фон Ohain в Германии, которые привели к их исследованиям специально для того , чтобы избежать этих проблем в высокоскоростном полете.

Тем не менее, пропеллер самолет был в состоянии приблизиться к критическому числу Маха в пикировании. К сожалению, выполнение так привело к многочисленным ДТП по целому ряду причин. Большинство позорно, в Мицубиси Зеро , пилоты летали на полную мощность в местности , потому что быстро растущие силы , действующие на поверхности управления их самолетов одолели их. В этом случае, несколько попыток исправить это только сделало проблему хуже. Кроме того, изгиб , вызванное низкой крутильной жесткости Супермарин Spitfire крыльев «ы заставил их, в свою очередь, чтобы противодействовать входы управления элеронами, что приводит к состоянию , известному как реверсирования управления . Эта задача была решена в более поздних моделях с изменениями крыла. Что еще хуже, особенно опасное взаимодействие воздушного потока между крыльями и задними поверхностями водолазных Локхид С-38 Lightnings сделал «вытаскивания» погружений трудных; Однако, эта проблема была позже решена путем добавления «погружения лоскут» , что расстроен поток воздуха в этих условиях. Детонация в связи с образованием ударных волн на криволинейных поверхностях была еще одна серьезная проблема, которая привела наиболее известным к распаду де Havilland Ласточка и смерти своего пилота, Джеффри де Хэвилленд, младший в 1946 году Аналогичная проблема , как полагают, были причина 1943 крушения BI-1 ракетный самолет в Советском Союзе.

Все эти эффекты, хотя и не связанные в большинстве способами, привело к понятию «барьер», что делает его трудным для самолета, чтобы превысить скорость звука. Ложные сообщения новостей вызвали большинство людей себе звуковой барьер в качестве физической «стенки», который сверхзвуковой самолет, необходимой для «разрыва» с острым носом иглы на передней части фюзеляжа. продукты ракетостроения и артиллерийские эксперты обычно превысили Mach 1, но авиационные конструкторы и инженеры аэродинамических во время и после Второй мировой войны обсуждались Mach 0.7 в качестве предела, опасного для более.

Ранние требования

Во время Второй мировой войны и сразу же после этого было сделано ряд претензий , что звуковой барьер был сломан в пикировании. Большинство из этих предполагаемых событий может быть отклонено как ошибки приборов. Типичный указатель скорости (АСИ) использует разность давлений воздуха между двумя или более точками на самолете, как правило , около носа и на стороне фюзеляжа, чтобы произвести фигуру скорости. На высокой скорости, различные эффекты сжатия , которые приводят к звуковому барьеру также вызвать ASI идти нелинейные и производить неточно высокие или низкие показания, в зависимости от специфики установки. Этот эффект стал известен как «Мах скачок». Перед введением Маха метров , точные измерения сверхзвуковых скоростей могут быть сделаны только внешне, как правило , с помощью наземных инструментов. Установлено , что многие требования сверхзвуковой скорости, намного ниже этой скорости при измерении в этой моде.

В 1942 году Республика Aviation выпустила пресс — релиз о том , что LTS. Гарольд Е. Комсток и Роджер Dyar превысил скорость звука во время испытательных погружений в Р-47 Thunderbolt . Общепризнанно , что это произошло из -за неточные показания АСИ. В аналогичных тестах, в Северной Америке Р-51 Мустанг , более высокая производительность самолета, продемонстрировал пределы на 0,85 Маха, с каждым полетом над M0.84 вызывая самолет , чтобы быть повреждены в результате вибрации.

Спитфайр PR Mk XI ( PL965 ) типа , используемого в 1944 испытаниях погружения RAE Фарнборо , в течение которого был получен самый высокий число Маха 0,92

Один из самых высоких записанных инструментованных чисел Маха достигается для винтовых самолетов является Махом 0,891 для Spitfire PR XI , пролетела во время испытаний погружения на Royal Aircraft учреждении, Фарнборо в апреле 1944 года Spitfire, фото-разведывательный вариант, Марк XI , установлены с несколькими давал расширенной «типа RAKE» системы Пито , был доставлен на эскадрильи JR Tobin с такой скоростью, что соответствует скорректированной истинной воздушной скорости (TAS) 606 миль в час. В последующем полете, командир эскадрильи Энтони Martindale достиг Маха 0,92, но она закончилась в вынужденной посадки после сверх- оборотистый повредил двигатель.

В 1990 — х годах, Ханс Гвидо Мутк утверждал, что нарушил звуковой барьер 9 апреля 1945 года в Messerschmitt Me 262 реактивных самолетах. Он утверждает , что его АСИ привязал себя в 1100 километров в час (680 миль в час). Mutke сообщил , что не только трансзвуковую болтанке , но возобновление нормального контроля один раз определенная скорость была превышена, то возобновление тяжелой тряски когда Me 262 снова замедлилось. Он также сообщил , пламя двигателя вне.

Это утверждение широко оспаривается, даже пилоты в своем подразделении. Все эффекты он сообщил, как известно, происходят на Ме-262 при более низких скоростях, и чтение АСИ просто не надежны в околозвуковых. Кроме того, ряд испытаний, проведенных Карлом Дёча по велению Мессершмитт обнаружил, что самолет стал неуправляемым выше Маха 0,86, а у Маха 0.9 будет капотировать в пикирование, которые не могут быть извлечены из. Послевоенные испытания по РФС подтвердили эти результаты, с небольшой модификацией, которая была найдена максимальная скорость, используя новые инструменты, чтобы быть Маха 0,84, а не 0,86 Маха.

В 1999 году Mutke завербовал помощь профессора Отто Вагнера из Мюнхенского технического университета для выполнения вычислительных тестов , чтобы определить , может ли самолет преодолеет звуковой барьер. Эти тесты не исключают возможности, но отсутствуют точные данные по коэффициенту лобового сопротивления , которые будут необходимы , чтобы сделать точные моделирования. Вагнер заявил : «Я не хочу , чтобы исключить возможность, но я могу предположить , что он также может быть чуть ниже скорости звука и чувствовал болтанку, но не пошел выше Мах-1.»

Один бит данных , представленный Mutke на странице 13 «Me 262 Руководство A-1 Пилота» , выданный штаб — квартиры Air матчасти командования , Райт Филд , Дейтон, штат Огайо , как докладе № F-SU-1111-ND 10 января, 1946:

Скорости 950 км / ч (590 миль в час), как сообщается, были достигнуты в мелком погружения 20 ° до 30 ° от горизонтальной плоскости. Не были сделаны вертикальные ныряет. При скорости 950 до 1000 км / ч (590 миль / ч до 620) воздушный поток вокруг самолета достигает скорости звука, и сообщается, что поверхности управления больше не влияют на направление полета. Результаты меняются в зависимости от различных самолетов: некоторое крыло над и погружением в то время как другие погружаться постепенно. Он также сообщил, что после того, как скорость звука превышен, то это условие исчезает, и нормальное управление восстанавливается.

Комментарии о восстановлении управления полетом и прекращения тряска над Mach 1 очень важны в 1946 документе. Однако, не ясно, где эти термины пришли, как это не кажется пилоты США проводят такие испытания.

В своей книге 1990 года Ме-163 , бывший Messerschmitt Me 163 «Komet» пилот Мано Зиглер утверждает , что его друг, летчик — испытатель Хеини Дитмар , преодолел звуковой барьер во время погружения ракетоплан, и что несколько человек на земле услышали звуковой барьер. Он утверждает , что 6 июля 1944 года, Dittmar, пролетев Me 163B V18, носящий Stammkennzeichen буквенный код VA + SP, измеряли движущийся со скоростью 1130 км / ч (702 миль в час). Однако никаких доказательств такого полета не существует ни в одном из материалов того периода, которые были захвачены союзными войсками и широко изученным. Dittmar было официально зарегистрировано в 1,004.5 км / ч (623,8 миль в час) в полете 2 октября 1941 года в прототипе Me 163A V4 . Он достиг этой скорости менее чем на полном газу, так как он был озабочен трансзвуковой тряски. Сам Dittmar не делает заявление , что он преодолел звуковой барьер на этом полет, и отмечает , что скорость была записана только на АИСАХ. Он, однако, взять кредит за то , что первый пилот «стучать на звуковой барьер.»

Тест — пилот Люфтваффе Лотар Зибер (7 апреля 1922 — 1 марта 1945) , возможно, непреднамеренно стать первым человеком, преодолевшим звуковой барьер на 1 марта 1945 г. Это произошло , когда он пилотировал Bachem Ba 349 «Наттер» для первого пилотируемый вертикальный взлет ракеты в истории. В 55 секунд, он переместил в общей сложности 14 км (8,7 миль). Самолет разбился , и он погиб жестоко в этом начинании.

Есть целый ряд беспилотных транспортных средств , которые летали на сверхзвуковых скоростях в течение этого периода, но они , как правило , не соответствуют определению. В 1933 год советские конструкторы работают над прямоточными концепциями выпустили фосфор двигатели выхода из артиллерийских орудий , чтобы заставить их эксплуатационные скорости. Вполне возможно , что это дало сверхзвуковую производительность как высоко как Mach 2, но это не было обусловлено только сам двигатель. В противоположность этому , немецкий V-2 баллистической ракеты обычно преодолела звуковой барьер в полете, в первый раз на 3 октября 1942 г. В сентябре 1944 г., V-2 обычно достигается Маха 4 (1200 м / сек, или 3044 миль в час) в течение терминала спуск.

Нарушение звуковой барьер

Прототип Miles M.52 самолет турбореактивного питания, предназначенный для достижения сверхзвукового полета уровня.

В 1942 году Соединенное Королевство «s Министерство авиации началось сверхсекретное проект с Miles Aircraft на разработку первого в мире самолет способен преодолев звуковой барьер. В результате реализации проекта разработки прототипа Miles M.52 турбореактивный двигатель питается самолет, который был разработан , чтобы достичь 1000 миль в час (417 м / с; 1600 км / ч) (более чем вдвое превышает существующий рекорд скорости) в горизонтальном полете, и подняться на высоте 36000 футов (11 км) в 1 мин 30 сек.

Огромное количество дополнительных функций , были включены в результирующую дизайн M.52, многие из которых намекают на детальном знании сверхзвуковой аэродинамики . В частности, конструкция признаков конического носа и острые кромки крыла ведущего, как это было известно , что круглый носом снаряды не могли быть стабилизированы на сверхзвуковых скоростях. В конструкции использовались очень тонкие крылья двояковыпуклой секции предложенной Аккерет для низкого сопротивления . Кончики крыльев были «подрезаны» , чтобы держать их подальше от конической ударной волны генерируемого носовой части самолета. Фюзеляж имел минимальное поперечное сечение , допустимый вокруг центробежного двигателя с топливными баками в седле над верхними.

Одна из моделей Vickers , проходящих сверхзвуковой испытания в аэродинамической трубе в Королевском Aircraft учреждении (RAE) c.1946

Другим важное дополнением является использование механического привода цего , также известным как цельноповоротный хвост или летающего хвост , ключ к сверхзвуковому управлению полетом , который контрастирует с традиционными шарнирным горизонтальными оперением (горизонтальными стабилизаторами) механически соединен с пилотами штурвала . Обычные управляющие поверхности стали неэффективными при высоких дозвуковых скоростях , то достигается с помощью истребителей в прыжках, из — за аэродинамические силы , вызванных образованием ударных волн на шарнире и задним перемещением центра давления , который вместе может переопределять управление силами, могут быть применены механически с помощью пилот — сигнала, препятствуя восстановлению после погружения. Основным препятствием для раннего трансзвукового полета был обратный ход , явление , которое вызвало входы полета (палки, руля направления) для переключения направления на высокой скорости; это было причиной многих несчастных случаев и почти несчастных случаев. Все летающий хвост считается минимальным условием включения самолетов сломать трансзвуковое барьер безопасно, не теряя при этом пилот — контроль. Miles M.52 был первый экземпляр этого решения, и с тех пор применяется повсеместно.

Изначально самолет должен был использовать Frank УИТТЛ последний двигатель «s, то силовые Струи W.2 / 700 , который будет только достичь сверхзвуковой скорости в пологом пикировании. Для того, чтобы разработать полностью сверхзвуковой вариант самолета, новшество было включено разогреть jetpipe — также известная как форсаж . Дополнительное топливо должно было быть сожжено в выхлопной трубе , чтобы избежать перегрева лопаток турбины, что делает использование неиспользованного кислорода в выхлопных газах. И, наконец, конструкции входит еще один важный элемент, использование ударного конуса в нос , чтобы замедлить поступающий воздух на дозвуковых скоростях , необходимых двигателя.

Хотя проект был в конечном итоге отменили, исследование было использовано для создания беспилотных ракет , которые пошли на достижение скорости Маха 1,38 в успешном, контролируемом околозвуковой и сверхзвуковом испытательном полете уровня; это уникальное достижение в то время , которое заверило аэродинамику M.52.

В то же время, летчики — испытатели достигли высоких скоростей в бесхвостых , стреловидным крылом де Havilland DH 108 . Один из них был Джеффри де Хэвилленд-младший , который был убит 27 сентября 1946 года , когда его DH 108 распались приблизительно в Mach 0.9. Джон Дерри был назван «Великобритании первый сверхзвуковой пилот» из — за погружения он сделал в DH 108 на 6 сентября 1948 года.

Звуковой барьер официально сломанный в самолете

Британское министерство авиации подписало соглашение с США об обмене всех его высокоскоростного исследование, данные и проектов и Bell Aircraft компании было предоставлено доступом к чертежам и исследования на M.52, но США отказались от соглашения , и нет данные последовало в ответ. Сверхзвуковой дизайн Беллы еще используя обычный хвост , и они борются с проблемой контроля.

Чак Йегер перед Bell X-1 , первый самолет, преодолевшим звуковой барьер в горизонтальном полете.

Они использовали информацию для начала работы на Bell X-1 . Окончательный вариант Bell X-1 был очень похож на дизайн к оригинальному Miles M.52 версии. Также показывая все движущиеся хвост, то XS-1 был позже известен как Х-1. Это было в X-1 , что Чак Йегер был приписывают быть первым человеком, преодолевшим звуковой барьер в горизонтальном полете 14 октября 1947 года, полет на высоте 45000 футов (13,7 км). Джордж Уэлч сделал правдоподобное , но официально непроверенную претензии нарушили звуковой барьер на 1 октября 1947 года, в то время как полет на XP-86 Saber . Он также утверждал, что повторил свой сверхзвуковой полет 14 октября 1947 года, за 30 минут до Йегера преодолели звуковой барьер в Bell X-1. Хотя доказательства свидетелей и инструментов настоятельно предполагают , что Уэлч достиг сверхзвуковой скорости, полеты не были должным образом контролируются и официально не признаются. XP-86 официально достигнута сверхзвуковая скорость на 26 апреля 1948 года.

С 14 октября 1947 года, как раз под месяц после того , как ВВС США была создана в качестве отдельной услуги, испытания завершились первого пилотируемого сверхзвукового полета, пилотируемые ВВС США капитан Чарльз «Чак» Йегер в авиационной # 46-062, которую он окрестил Гламурный Гленнис . Ракетоплан был запущен с бомбой бухты специально модифицированным B-29 и скользил на посадку на взлетно — посадочной полосе. XS-1 номер рейса 50 является первым , где Х-1 записаны сверхзвуковой полет, при Маха 1,06 (361 м / с, 1 299 км / ч, 807,2 миль / ч) пиковой скорости; однако, Йегер и многие другие сотрудники считают , Flight # 49 (также с Йегер пилотирования), который достиг максимальной скорости записанную Маха 0,997 (339 м / с, 1221 км / ч), может быть, на самом деле, превысил Mach 1. ( измерения были не точны до трех значащих цифр и не звуковой удар не был записан на этот рейс.)

В результате первоначального сверхзвукового полета X-1, Национальная ассоциация по аэронавтике проголосовала его 1948 Collier Trophy, разделяют на три основных участников программы. Заслуженный в Белом доме президента Гарри С. Трумэна был Ларри Белл для Bell Aircraft, капитан Йегер для пилотирования полетов, и Джон Стек за вклад NACA.

Джеки Кохран была первой женщиной, преодолевшим звуковой барьер 18 мая 1953 года в Canadair Saber , с Йегер , как ее ведомым .

21 августа 1961 года Douglas DC-8-43 (регистрация N9604Z) Неофициально превысил Mach 1 в контролируемом погружения во время испытательного полета на базе ВВС Эдвардс, как заметил и сообщил экипажу; экипаж были Уильям Magruder (пилот), Пол Паттен (второй пилот), Джозеф Томич (бортинженер), и Ричард Х. Эдвардс (бортинженер тест). Это был первый сверхзвуковой полет гражданского авиалайнера, и только один, кроме тех , на площади Согласия или Ту-144 .

Звуковой барьер понял

Чак Йегер преодолел звуковой барьер на 14 октября 1947 года в Bell X-1 , как показано в этом кинохроники.

Как наука высокоскоростного полета стали более широко известно, ряд изменений привело к окончательному пониманию того, что «звуковой барьер» легко проникал, с правильными условиями. Среди этих изменений стало внедрение тонких стреловидным крылом , с правилом площадей и двигателей постоянно увеличивающейся производительности. К 1950 году многие боевые самолеты могли регулярно преодолевшим звуковой барьер в горизонтальном полете, хотя они часто страдают от проблем управления при этом, например, Маха вытачки . Современные транзитный самолет может «барьер» без проблем управления.

К концу 1950 — х годов, этот вопрос был настолько хорошо понимал , что многие компании начали инвестировать в развитие сверхзвуковых авиалайнеров, или ТПМ , полагая , что будет следующим «естественным» шаг в эволюции авиалайнера. Однако, это еще не произошло. Хотя Конкорд и Ту-144 был введен в эксплуатацию в 1970 — е годы, и позже были отставной без заменены аналогичными конструкциями. Последний полет Конкорда в эксплуатацию в 2003 году.

Хотя Конкорд и Ту-144 были первые самолеты для перевозки коммерческих пассажиров на сверхзвуковых скоростях, они не были первыми или только коммерческих авиалайнеров, преодолевшим звуковой барьер. 21 августа 1961 года Douglas DC-8 преодолел звуковой барьер на Махе 1.012 или 1240 км / ч (776,2 миль в часе) , тогда как в контролируемом погружении через 41,088 футов (12510 м). Целью полета было собрать данные о новом дизайне передней кромки для крыла. China Airlines 747 , возможно, нарушили звуковой барьер в незапланированной спуске с 41000 футов (12500 м) до 9,500 футов (2,900 м) после того, как в полете расстроить 19 февраля 1985. Он также достиг более 5г.

Нарушение звукового барьера в наземном транспортном средстве

С 12 января 1948 года Northrop беспилотные ракеты саней стал первым наземное транспортное средство, преодолевшим звуковой барьер. На военном испытательном стенде на базе Muroc ВВС (ныне Эдвардс AFB ), штат Калифорния , она достигла пика скорости 1,019 миль в час (1640 км / ч) , прежде чем прыгать с рельсов.

15 октября 1997 года, в транспортном средстве , спроектированный и построенный командой во главе с Ричардом Noble , Royal Air Force пилот Энди Грин стал первым человеком, преодолевшим звуковой барьер в наземном транспортном средстве в соответствии с Международная автомобильная федерация правил. Транспортное средство, называется ThrustSSC ( «Super Sonic Car»), захватили рекорд 50 лет и один день после Йегер первого «s сверхзвукового полета .

Нарушение звукового барьера в качестве человеческого снаряда

Феликс Баумгартнер

В октябре 2012 года Феликс Баумгартнер , с командой ученых и спонсором Red Bull, попытались высочайшее небо-погружение на запись. Проект увидит Баумгартнер попытку выскочить 120000 футов (36580 м) из гелиевого шара и стать первым парашютистом, преодолевшим звуковой барьер. Запуск был запланирован на 9 октября 2012 года , но был прерван из — за неблагоприятные погодные условия ; Впоследствии капсула была запущена вместо этого на подвиге 14 октября Баумгартнера также отмечается 65 — летие летчика — испытателя США Чак Йегер успешной попытки «s сломать звуковой барьер на самолете.

Баумгартнер приземлился в восточной части Нью — Мексико после прыжка с мировой рекорд 128,100 футов (39045 м), или 24,26 миль, и преодолел звуковой барьер , когда он путешествовал со скоростью до 833.9 миль в час (1342 км / ч или Маха 1,26). На пресс — конференции после его прыжка, было объявлено , что он был в свободном падении в течение 4 минут, 18 секунд, второй по длине свободного падения после 1960 скачке Киттингер в течение 4 минут, 36 секунд.

Алан Юстас

В октябре 2014 года, Алан Юстас , старший вице — президент Google , побил рекорд Баумгартнера для самого высокого неба-погружения , а также преодолел звуковой барьер в процессе.

>наследие

Дэвид Лин направленный звуковой барьер , беллетризованная пересказ испытательных полетов де Havilland DH 108.

Рекомендации

Список используемой литературы

  • «Преодолев звуковой барьер.» Современный Marvels (телепрограмма) . 16 июля 2003.
  • Hallion, д — р Ричард П. «Сага о ракетных кораблей.» AirEnthusiast Пять , ноябрь 1977 — февраль 1978 г. Бромли, графство Кент, Великобритания: Pilot Press Ltd., 1977.
  • Миллер, Джей. X-Planes: X-1 в X-45, Хинкли, Великобритания: Midland, 2001. ISBN 1-85780-109-1 .
  • Пизано, Доминик А. Р. Роберт ван дер Линден и Frank H. Winter . Чак Йегер и Bell X-1: преодоление звукового барьера . Вашингтон, округ Колумбия: Смитсоновский Национальный музей авиации и космонавтики (совместно с Абрамс, Нью — Йорк), 2006. ISBN 0-8109-5535-0 .
  • Radinger, Вилли и Вальтер Шик. Me 262 (на немецком языке ). Берлин: Avantic Verlag GmbH, 1996. ISBN 3-925505-21-0 .
  • Rivas, Brian (2012), Очень британский Sound Barrier: DH 108, история мужества, триумфа и трагедии , Уолтон-на-Темзе , графство Суррей : Red Kite, ISBN 978-1-90659-204-2 .
  • Винчестер, Джим. «Bell X-1.» Концепция самолета: Прототипы, X-Planes и экспериментальной авиации (авиации о центре). Кент, Великобритания: Grange Books плс, 2005. ISBN 978-1-84013-809-2 .
  • Вулф. Том. Right Stuff . Нью — Йорк: Фаррар, Страус и Жиру, 1979. ISBN 0-374-25033-2 .
  • Йегер, Чак, Боб Карденас, Боб Гувер, Джек Рассел и Джеймс Янг. Поиски Mach One: First-Person Счет преодоления звукового барьера . Нью — Йорк: Пингвин Студия, 1997. ISBN 0-670-87460-4 .
  • Йегер, Чак и Лео Янош. Йегер: Автобиография . Нью — Йорк: Bantam, 1986. ISBN 0-553-25674-2 .

внешняя ссылка

Викискладе есть медиафайлы по теме звуковой барьер .

  • Механика жидкости , коллекция учебников доктором Марк С. Крамер, доктор философии
  • Преодоление звукового барьера с самолетом Карлом Rod Нефом, доктор философии
  • видео из Concorde достижения Mach 1 на пересечении TESGO , принятых ниже
  • Интерактивный Java — апплет , иллюстрирующий звуковой барьер.