Hva er lydbarrieren. Overvinne lydbarrieren

Hva tenker vi når vi hører uttrykket "lydbarriere"? En viss grense og barriere, hvor overvinning av dem kan ha alvorlig innvirkning på hørsel og velvære. Vanligvis er lydbarrieren korrelert med erobring av luftrom og yrke som pilot.

Å overvinne denne hindringen kan provosere utviklingen av kroniske sykdommer, smertesyndrom og allergiske reaksjoner. Er disse visningene korrekte eller er de stereotyper som er blitt etablert? Har de et faktisk grunnlag? Hva er en lydbarriere? Hvordan og hvorfor oppstår det? Alt dette og noen flere nyanser, samt historiske fakta knyttet til dette konseptet, vil vi prøve å finne ut i denne artikkelen.

Denne mystiske vitenskapen - aerodynamikk

I vitenskapen om aerodynamikk, designet for å forklare fenomenene som følger med bevegelsen
Fly, det er begrepet "lydbarriere". Dette er en rekke fenomener som oppstår når du flytter supersoniske fly eller raketter som beveger seg i hastigheter nær lydens eller storens hastighet.

Hva er en sjokkbølge?

I prosessen med å flyte en supersonisk flyt i en vindtunnel, vises en støtbølge. Hennes fotspor kan ses selv med det blotte øye. På jorden uttrykkes de i en gul linje. Utenfor keglen på sjokkbølgen, foran den gule linjen, på bakken er flyet ikke engang hørbar. Ved en hastighet som overstiger lyd, blir kroppene utsatt for strømning rundt lydstrømmen, noe som medfører en sjokkbølge. Det kan ikke være en, avhengig av kroppens form.

Shock wave transformasjon

Forsiden av sjokkbølgen, noen ganger kalt sjokkbølgen, har en ganske liten tykkelse, noe som likevel tillater oss å spore de plutselige endringene i egenskapene til strømmen, reduksjonen i dens hastighet i forhold til kroppen og den tilsvarende økningen i gassens trykk og temperatur i strømmen. I dette tilfellet blir den kinetiske energien delvis omdannet til gassens indre energi. Antallet av disse endringene avhenger direkte av hastigheten på den supersoniske strømmen. Som sjokkbølgen beveger seg vekk fra apparatet, faller trykkfallene, og sjokkbølgen konverteres til lyd. Det kan nå en ekstern observatør som vil høre en karakteristisk lyd som ligner en eksplosjon. Det er en oppfatning at dette indikerer at enheten når lydens hastighet når lydbarrieren forlater flyet bak.

Hva skjer egentlig?

Det såkalte øyeblikket for å overvinne en lydbarriere i praksis representerer passasje av en sjokkbølge med et voksende hum av motorer i flyet. Nå er enheten foran den medfølgende lyden, så motorens buzz blir hørt etter det. Tilnærming av fartens hastighet til lydens hastighet ble mulig selv i andre verdenskrig, men pilotene merket alarmerende signaler i arbeidet med fly.

Etter krigen forsøkte mange flydesignere og piloter å nå lydens hastighet og overvinne lydbarrieren, men mange av disse forsøkene endte tragisk. Pessimistiske forskere hevdet at denne grensen ikke kan overgått. På ingen måte eksperimentell, men vitenskapelig, var det mulig å forklare arten av begrepet "lydbarriere" og å finne måter å overvinne den.

Anbefalingene for trygge flyreiser

Trygge flyreiser med nær lyd og supersonisk hastighet er mulige når man unngår en bølgekrise, hvor fremveksten avhenger av flyets aerodynamiske parametere og flyets høyde. Overganger fra et hastighetsnivå til et annet skal gjøres så raskt som mulig ved bruk av etterbrenning, noe som vil bidra til å unngå lang flytur i bølgekrisen. Bølgekrisen som et konsept kom fra vanntransport. Han dukket opp på tidspunktet for bevegelsen av skip i en fart nær bølgens hastighet på overflaten av vannet. Å falle inn i en bølgekrise medfører en vanskelighet i hastighetsveksten, og hvis det er mulig å overvinne bølgekrisen så enkelt som mulig, så er det mulig å gå inn i regimet for gliding eller glidende på vannoverflaten.

Historie i flystyring

Den første personen som nådde supersonisk flyhastighet på et eksperimentelt fly var amerikansk pilot Chuck Yeager. Hans prestasjon ble notert i historien 14. oktober 1947. På Sovjetunionens territorium ble lydbarrieren overvunnet 26. desember 1948 av Sokolovsky og Fedorov, som kontrollerte en erfaren fighter.

Av sivile fly, den første til å overvinne lydbarrieren, var passasjerskip Douglas DC-8, som nådde 1.012 M 21. august 1961 eller 1262 km / t. Oppdraget var å samle data for vingenes utforming. Blant flyet ble verdensrekordet satt av en hypersonisk luft-til-overflate aeroballistisk missil, som er i tjeneste med den russiske hæren. I en høyde på 31,2 kilometer utviklet raketten en hastighet på 6389 km / t.

Etter 50 år etter å overvinne lydbarrieren i luften gjorde engelskmannen Andy Green en lignende prestasjon på bilen. I fritt fall prøvde han å bryte rekordet American Joe Kittinger, som erobret høyden på 31,5 kilometer. I dag, 14. oktober 2012, satte Felix Baumgartner verdensrekordet, uten hjelp av transport, i fri fall fra en høyde på 39 kilometer, og brøt lydbarrieren. Dens hastighet oppnådde dermed 1342,8 kilometer i timen.

Den mest uvanlige overvinning av lydbarrieren

Merkelig å tenke, men den første oppfinnelsen i verden som overvunnet denne grensen var det vanlige pisket, som den gamle kinesen fant ut nesten 7 tusen år siden. Nesten før oppfinnelsen av øyeblikkelig fotografering i 1927, mente det ikke engang at det å klikke på en pisk var et miniature sonisk slag. En skarp sving danner en løkke, og hastigheten øker kraftig, noe som bekrefter klikket. Lydbarrieren overvinnes med en hastighet på ca. 1200 km / t.

Gratulasjonen til den støyende byen

Ikke rart at beboere i småbyer er sjokkert da de så hovedstaden for første gang. Overfloden av transport, hundrevis av restauranter og underholdningssentre er forvirrende og banker ut av den vanlige ruten. Begynnelsen av våren i hovedstaden går vanligvis fra april, og ikke den opprørske stormfulle mars. I april er det en klar himmel, bekker løper og knopper blomstre. Folk som er lei av den lange vinteren, åpner vinduene bredt mot solen, og gaten støter ut i husene. På gaten synger fuglene døvende, kunstnere synger, munter studenter reciterer dikt, for ikke å nevne støyen i trafikkork og metro. Ansatte i hygieneavdelingene merker at det er skadelig i lang tid å være i en støyende by. Hovedgrunnen til hovedstaden består av transport,
Fly, industriell og husholdningslyd. Den mest skadelige er bare bilstøyen, da flyet flyter høyt nok, og støyen fra bedriftene løses i sine bygninger. Den konstante rommelen av biler på spesielt livlige motorveier overgår alle tillatte normer to ganger. Hvordan overvinne lydbarrieren i hovedstaden? Moskva er farlig med en overflod av lyder, så beboerne i hovedstaden installerer doble vinduer til muffelstøy.

Hvordan er lydbarrieren stormet?

Fram til 1947 var det ingen faktiske data om personens helse i cockpiten, som flyr raskere enn lyden. Som det viste seg, overvinne lydbarrieren krever viss styrke og mot. Under flyet blir det klart at det ikke er noen garanti for overlevelse. Selv en profesjonell pilot kan ikke si sikkert om utformingen av flyet vil tåle elementets angrep. Om noen minutter kan flyet enkelt falle fra hverandre. Hvordan forklares dette? Det skal bemerkes at bevegelse med subsonisk fart skaper akustiske bølger som løper som sirkler fra en fallen stein. Supersonisk fart utmerker sjokkbølger, og en person som står på bakken, hører en lyd som ser ut som en eksplosjon. Uten kraftige datamaskiner var det vanskelig å løse komplekse differensialligninger, og vi måtte stole på å blåse modeller i vindtunneler. Noen ganger, ved utilstrekkelig akselerasjon av et fly, kommer støtbølgen til et slikt nivå at vinduene fra husene flyr over hvilket flyet flyr. Overvinne lydbarrieren kan ikke alle, for i øyeblikket rister det hele strukturen, betydelig skade kan få vedleggene til enheten. Derfor, for piloter så sterk helse og følelsesmessig stabilitet. Hvis flyet er forsiktig, og lydbarrieren blir overvunnet så fort som mulig, vil verken piloten eller de mulige passasjerene føle seg spesielt ubehagelige opplevelser. Spesielt for erobringen av lydbarrieren ble et forskningsfly bygget i januar 1946. Opprettelsen av maskinen ble initiert av Forsvarsdepartementet, men i stedet for våpen ble det fylt med vitenskapelig utstyr som spore modusen for operasjon av mekanismer og enheter. Dette flyet var som et moderne cruise-missil med en innebygd rakettmotor. Flyet overvant lydbarrieren med en maksimal hastighet på 2736 km / t.

Verbale og materielle monumenter til erobring av lydens hastighet

Prestasjoner i å overvinne lydbarrieren er høyt verdsatt i dag. Så, flyet, som Chuck Yeager først overcame det, er nå utstilt på National Museum of Aeronautics and Cosmonautics, som ligger i Washington. Men de tekniske parametrene til denne menneskelige oppfinnelsen ville ikke være verdt mye uten pilotens egenart. Chuck Yeager passerte flyeskolen og kjempet i Europa, hvorpå han kom tilbake til England. Unfair unnvikelse fra flyene brøt ikke Yegers ånd, og han fikk opptak fra øverstkommanderende for Europas tropper. I løpet av årene som var igjen til krigens slutt, deltok Yeager i 64 kampsorter, der han skutt ned 13 fly. Chuck Yeager kom tilbake med tittelen til kapteinen. Hans beskrivelse viser fenomenal intuisjon, utrolig kulhet og utholdenhet i kritiske situasjoner. Mer enn en gang satte Yeager opp på flyet. Hans videre karriere var i Air Force, hvor han ga opplæring til piloter. Siste gang Chuck Yeager overvunnet lydbarrieren på 74, som var på det femtiende årsdagen av sin flyhistorie og for 1997.

Komplekse oppgaver av skaperne av fly

Verdensberømte MiG-15-fly begynte å bli opprettet på et tidspunkt da utviklerne skjønte at det ikke er mulig å basere seg på å overvinne lydbarrieren, men komplekse tekniske oppgaver bør løses. Som et resultat ble maskinen opprettet så vellykket at dens modifikasjoner ble brukt av forskjellige land. Flere forskjellige designkontorer var involvert i en slags konkurransekamp, prisen som var et patent for det mest vellykkede og funksjonelle flyet. Utviklet fly med feide vinger, som var en revolusjon i designen deres. Det ideelle apparatet var å være kraftig, rask og utrolig motstandsdyktig mot skade på utsiden. De våpte vingene i flyet ble et element som hjalp dem med å tredoble lydens hastighet. Så fortsatte flyets hastighet å øke, noe som ble forklart av økningen i motorkraft, bruk av innovative materialer og optimalisering av aerodynamiske parametere. Overvinning av lydbarrieren ble mulig og ekte selv for lekmannen, men det blir ikke mindre farlig. Derfor bør enhver ekstremist rimelig vurdere sine styrker før han bestemmer seg for et slikt eksperiment.