Cu siguranță mulți au auzit despre bariera sonoră misterioasă pe care luptătorii și bombardierii o depășesc, precum și despre rachetele supersonice. Care este această barieră, poate fi văzută vizual și care este cauza sunetului exploziv puternic?
Ce este o barieră sonoră?
Bariera de sunet în domeniul aerodinamicii - acestea sunt dificultăți tehnice care apar ca urmare a fenomenelor asociate cu mișcarea unei aeronave la o viteză egală sau mai mare decât viteza sunetului.
Trebuie să înțelegeți că acesta nu este un obstacol real pe care un avion trebuie să-l depășească, ca un fel de zid invizibil, ci mai degrabă un concept abstract. A apărut într-o perioadă în care aviația s-a gândit doar la aeronave care pot călători cu viteză mare - supersonică. Mulți chiar au insistat asupra neatacabilității unor astfel de rezultate.
Care este viteza sunetului?
Viteza sunetului este viteza cu care se propagă undele elastice într-un anumit mediu. Acest indicator variază în funcție de mediu. De exemplu, viteza sunetului în aer - 331 m / s sau 1191,6 km / h.
Depasirea vitezei sunetului
Cum este depășită bariera sonoră? Avionul decolează și treptat accelerează din ce în ce mai mult. În jurul său curge un flux de aer supersonic, ca urmare a căruia se formează un arc în nas val de șoc. Pot exista mai multe, în funcție de forma aeronavei.
În această zonă, presiunea și densitatea aerului crește brusc. Într-un moment în care avionul depășește viteza sunetului, trece prin această zonă și apare un sunet pop tare, care arată ca o fotografie. Pilotul din cabină nu aude niciun sunet - învață despre depășirea barierei sonore numai de senzori speciali. Se observă, de asemenea, schimbări în gestionarea aeronavelor.
Un pop puternic exploziv este un boom sonic. Se poate auzi stând pe suprafața pământului când avionul zboară cu viteze supersonice în apropiere. Undele de șoc pe care le formează pot fi reprezentate vizual sub forma unui con care însoțește aeronava. Partea superioară a conului este situată în arc. Valurile se propagă de la ea pe distanțe lungi.
Zvonul unei persoane care stă pe pământ ridică granițele unui con imaginar dat. Un salt ascuțit în presiune este perceput ca un bumbac exploziv. Din momentul depășirii barierei, un șoc acustic însoțește constant aeronava. Cu toate acestea, bumbacul se va auzi de fiecare dată când zboară peste un punct fix de pe suprafață.
Întrucât avionul se mișcă mai repede decât sunetul, mai întâi observatorul va auzi un pop și abia după aceea zgomotul motorului.
Fapt interesant: depășirea barierei sonore este adesea asociată cu apariția unui nor alb în secțiunea de coadă a aeronavei. Cu toate acestea, nu are nicio legătură cu bariera sonoră. Acesta este efectul Prandtl-Gloert - condensul de umiditate imediat în spatele unui avion în mișcare.
Probleme de zbor supersonice
Oricât de normal este să se accelereze un avion, acesta nu va putea zbura cu viteză supersonică mult timp. Aeronavele subsonice sunt mai netede și mai rotunjite. Iar atunci când zboară cu viteze supersonice, apar alte condiții aerodinamice.
Rezistența aerului crește brusc, corpul aeronavei se încălzește din cauza frecării. Drept urmare, o aeronavă obișnuită va pierde controlul stabil și poate începe să se prăbușească chiar în aer.
Aviația supersonică dezvoltată activ a început în anii 50-60. Prima aeronavă supersonică care a fost produsă în masă a fost luptătorul Super Saber din America de Nord F-100. Acest model a zburat pentru prima dată în 1953.
Aeronave supersonice create și pentru pasageri, care efectuează zboruri regulate. Dar erau doar 2 dintre ei: Tu-144 sovietic și Concorde englezo-franceză.
Avantajul unei astfel de aeronave este de a depăși distanțe lungi într-o perioadă scurtă de timp. De asemenea, o aeronavă supersonică se deplasează la o altitudine mai mare decât cele convenționale. În consecință, spațiul aerian nu este încărcat. Dar utilizarea lor a fost abandonată curând din cauza mai multor deficiențe:
- val de șoc;
- consum mare de combustibil;
- complexitatea operației;
- zgomot peste aerodrom.
Un zgomot puternic este un salt puternic al presiunii în fața avionului, care apare atunci când avionul începe să se miște cu viteză supersonică (depășește bariera sonoră). Valul de șoc din fața aeronavei se propagă în formă de con. O persoană care observă zborul unui avion aude un pop când acest val ajunge la el și abia după aceasta motorul poate funcționa. Valul de șoc însoțește constant avionul cu viteză supersonică.Cu toate acestea, pop-urile vor fi auzite doar în timpul trecerii aeronavei într-un anumit punct - aproape de observator.