Sikkert mange har hørt om den mystiske lydbarrieren som krigere og bombefly overvinner, samt supersoniske raketter. Hva slags barriere er dette, kan det sees visuelt og hva som forårsaker en høy eksplosiv lyd?
Hva er en lydbarriere?
Lydbarriere innen aerodynamikk - dette er tekniske vanskeligheter som oppstår som et resultat av fenomener forbundet med bevegelse av et fly med en hastighet som er lik eller større enn lydhastigheten.
Du må forstå at dette ikke er et reelt hinder som et fly må overvinne, som en slags usynlig mur, men snarere et abstrakt konsept. Det oppsto i en tid da luftfarten bare tenkte på fly som kan reise i høy hastighet - supersonisk. Mange insisterte til og med på uoppnåelige resultater.
Hva er lydhastigheten?
Lydens hastighet er hastigheten som elastiske bølger forplanter seg i et bestemt medium. Denne indikatoren varierer avhengig av miljøet. For eksempel, lydens hastighet i luft - 331 m / s eller 1191,6 km / t.
Å overvinne hastigheten på lyden
Hvordan overvinnes lydbarrieren? Flyet tar av og akselererer gradvis mer og mer. En supersonisk luftstrøm strømmer rundt den, som et resultat av at det dannes en bue i nesen sjokkbølge. Det kan være flere, avhengig av flyets form.
I dette området stiger luftens trykk og tetthet kraftig. I en tid hvor flyet overskrider lydens hastighet, passerer det gjennom dette området og det vises en høy poplyd, som ser ut som et skudd. Piloten i cockpiten hører ingen lyder - han lærer om å overvinne lydbarrieren bare av spesielle sensorer. Endringer i flystyring er også merkbare.
En høy eksplosiv pop er en sonisk bom. Det kan høres stående på jordoverflaten når flyet flyr i supersoniske hastigheter i nærheten. Sjokkbølgene som den danner kan være visuelt representert i form av en kjegle som følger med flyet. Toppen av kjeglen ligger i baugen. Bølger forplanter seg fra det over lange avstander.
Ryktet om en person som står på bakken plukker opp grensene for en gitt imaginær kjegle. Et kraftig trykkhopp oppleves som eksplosiv bomull. Fra øyeblikket overvinne barrieren følger et akustisk sjokk hele tiden med flyet. Imidlertid vil bomull høres hver gang den flyr over et fast punkt på overflaten.
Siden flyet beveger seg raskere enn lyd, vil først observatøren høre en pop, og bare etter det motorstøyen.
Interessant fakta: overvinning av lydbarrieren er ofte forbundet med utseendet til en hvit sky på baksiden av flyet. Det har imidlertid ingenting med lydbarrieren å gjøre. Dette er Prandtl-Gloert-effekten - fuktkondensering umiddelbart bak et fly i bevegelse.
Supersonic Flight Issues
Uansett hvor normalt et fly akselererer, vil det ikke kunne fly i supersonisk hastighet på lenge. Subsoniske fly er jevnere og mer avrundet. Og når du flyr i supersoniske hastigheter, oppstår andre aerodynamiske forhold.
Luftmotstanden øker kraftig, flykroppen varmes opp på grunn av friksjon. Som et resultat vil et vanlig fly miste stabil kontroll og kan begynne å kollapse rett i luften.
Aktivt utviklet supersonisk luftfart begynte på 50-60-tallet. Det første supersoniske flyet som ble masseprodusert var den nordamerikanske F-100 Super Saber-jagerfly. Denne modellen fløy først i 1953.
Opprettet og passasjer supersoniske fly, som utførte vanlige flyreiser. Men det var bare to av dem: den sovjetiske Tu-144 og den engelsk-franske Concorde.
Fordelen med slike fly er å overvinne lange avstander på kort tid. Et supersonisk fly beveger seg også i større høyde enn konvensjonelle. Følgelig er ikke luftrommet lastet. Men bruken ble snart forlatt på grunn av flere mangler:
- sjokkbølge;
- høyt drivstofforbruk;
- kompleksitet av operasjonen;
- støy over flyplassen.
Et høyt smell er et skarpt hopp i presset foran flyet, som oppstår når flyet begynner å bevege seg i supersonisk hastighet (det overvinner lydbarrieren). Sjokkbølgen som oppstår foran flyet formerer seg kjegleformet. En person som observerer et flys fly, hører en pop når denne bølgen når ham, og først etter det kan motoren fungere. Sjokkbølgen følger stadig flyet med supersonisk hastighet.Pops vil imidlertid bli hørt bare under passasjen av flyet på et bestemt punkt - nær observatøren.