Hvad tænker vi på, når vi hører udtrykket "lydbarriere"? En vis grænse og barriere, overvindelse, som alvorligt kan påvirke hørelsen og velvære. Norm alt er lydmuren forbundet med erobringen af luftrummet og professionen som pilot.
At overvinde denne barriere kan fremprovokere udviklingen af kroniske sygdomme, smertesyndromer og allergiske reaktioner. Er disse opfattelser korrekte eller er de stereotyper? Har de et faktuelt grundlag? Hvad er en lydbarriere? Hvordan og hvorfor opstår det? Alt dette og nogle yderligere nuancer, såvel som historiske fakta relateret til dette koncept, vil vi forsøge at finde ud af i denne artikel.
Denne mystiske videnskab er aerodynamik
I videnskaben om aerodynamik, designet til at forklare de fænomener, der ledsager bevægelsen af et
fly, er der begrebet "lydbarriere". Dette er en rækkefænomener, der opstår under bevægelse af supersoniske fly eller missiler, der bevæger sig med hastigheder tæt på lydens hastighed eller højere.
Hvad er en chokbølge?
Under det supersoniske flow omkring apparatet opstår der en chokbølge i vindtunnelen. Dens spor kan ses selv med det blotte øje. På jorden er de markeret med en gul streg. Uden for chokbølgens kegle, foran den gule linje, på jorden, er flyet ikke engang hørbart. Ved en hastighed, der overstiger lyden, udsættes kroppene for en strømning omkring lydstrømmen, hvilket medfører en stødbølge. Der kan være mere end én, afhængigt af kroppens form.
chokbølgetransformation
Forsiden af stødbølgen, som nogle gange kaldes stødbølgen, har en ret lille tykkelse, som alligevel gør det muligt at spore de bratte ændringer i strømningens egenskaber, et fald i dens hastighed ift. kroppen og en tilsvarende stigning i trykket og temperaturen af gassen i flowet. I dette tilfælde omdannes den kinetiske energi delvist til gassens indre energi. Antallet af disse ændringer afhænger direkte af hastigheden af den supersoniske strømning. Når stødbølgen bevæger sig væk fra apparatet, falder trykfaldene, og stødbølgen omdannes til lyd. Hun kan nå en udefrakommende observatør, som vil høre en karakteristisk lyd, der ligner en eksplosion. Der er en opfattelse af, at dette indikerer, at enheden har nået lydens hastighed, når lydmuren efterlades af flyet.
Hvad foregår der egentlig?
Det såkaldte øjeblikat overvinde lydmuren i praksis er passagen af en chokbølge med en voksende rumlen af flymotorer. Nu er enheden foran den medfølgende lyd, så motorens summen vil kunne høres efter den. At nærme sig flyets hastighed til lydens hastighed blev muligt under Anden Verdenskrig, men samtidig noterede piloter alarmsignaler under driften af fly.
Efter krigens afslutning søgte mange flydesignere og piloter at nå lydens hastighed og bryde lydmuren, men mange af disse forsøg endte tragisk. Pessimistiske videnskabsmænd hævdede, at denne grænse ikke kunne overskrides. På ingen måde eksperimentelt, men videnskabeligt, var det muligt at forklare arten af begrebet "lydbarriere" og finde måder at overvinde det på.
Udledte anbefalinger til sikker flyvning
Sikker flyvning ved transsoniske og supersoniske hastigheder er mulige, hvis en bølgekrise undgås, hvis forekomst afhænger af flyets aerodynamiske parametre og flyvningens højde. Overgange fra et hastighedsniveau til et andet bør udføres så hurtigt som muligt ved hjælp af en efterbrænder, som vil hjælpe med at undgå en lang flyvning i bølgekrisezonen. Bølgekrisen som begreb kom fra vandtransport. Det opstod på tidspunktet for bevægelse af skibe med en hastighed tæt på hastigheden af bølger på vandoverfladen. At komme ud i en bølgekrise medfører vanskeligheden ved at øge hastigheden, og hvis det er så enkelt som muligt at overvinde bølgekrisen, så kan man nåhøvle- eller glidetilstand på vandoverfladen.
Historie i flykontrol
Den første person til at opnå supersonisk flyvehastighed på et eksperimentelt fly er den amerikanske pilot Chuck Yeager. Hans præstation er noteret i historien den 14. oktober 1947. På USSR's territorium blev lydmuren overvundet den 26. december 1948 af Sokolovsky og Fedorov, som fløj et erfarent jagerfly.
Af de civile fly var Douglas DC-8 passagerskibet det første, der brød lydmuren, som den 21. august 1961 nåede en hastighed på 1.012 Mach eller 1262 km/t. Missionen var at indsamle data til vingedesign. Blandt flyene blev verdensrekorden sat af et hypersonisk luft-til-jord aeroballistisk missil, som er i tjeneste med den russiske hær. I en højde af 31,2 kilometer nåede raketten en hastighed på 6389 km/t.
50 år efter at have brudt lydmuren i luften opnåede englænderen Andy Green en lignende præstation i en bil. I frit fald forsøgte amerikaneren Joe Kittinger at slå rekorden, som erobrede en højde på 31,5 kilometer. I dag, den 14. oktober 2012, satte Felix Baumgartner verdensrekord, uden hjælp fra et køretøj, i et frit fald fra en højde på 39 kilometer, og brød lydmuren. Samtidig nåede dens hastighed 1342,8 kilometer i timen.
Det mest usædvanlige brud på lydmuren
Mærkeligt at tænke, men verdens første opfindelse,at overvinde denne grænse, var den sædvanlige pisk, som blev opfundet af de gamle kinesere for næsten 7 tusind år siden. Næsten indtil opfindelsen af øjeblikkelig fotografering i 1927, var der ingen, der havde mistanke om, at knækket af en pisk var et miniature-sonisk boom. Et skarpt sving danner en løkke, og hastigheden øges kraftigt, hvilket bekræfter klikket. Lydmuren overvindes med en hastighed på omkring 1200 km/t.
Mysteriet om den mest larmende by
Ikke underligt, at indbyggerne i små byer bliver chokerede, når de ser hovedstaden for første gang. Overfloden af transport, hundredvis af restauranter og underholdningscentre forvirrer og foruroliger. Begyndelsen af foråret i hovedstaden er norm alt dateret april, ikke den oprørske snestorm marts. I april er himlen klar, vandløb løber og knopper åbner sig. Folk, der er trætte af den lange vinter, åbner vinduerne helt op mod solen, og gadestøjen bryder ind i husene. Fugle kvidrer øredøvende på gaden, kunstnere synger, muntre elever reciterer digte, for ikke at tale om støjen i trafikpropper og metroen. Ansatte i hygiejneafdelinger bemærker, at det er usundt at opholde sig i en støjende by i længere tid. Hovedstadens lydbaggrund består af transport, luft, industri- og husholdningsstøj. Det mest skadelige er netop bilstøjen, da flyene flyver højt nok, og støjen fra virksomhederne opløses i deres bygninger. Den konstante summen af biler på særligt befærdede motorveje overstiger alle tilladte normer to gange. Hvordan overvindes lydmuren i hovedstaden? Moskva er farligt på grund af den overflod af lyde, så indbyggere i hovedstaden installerer termoruder for at dæmpe støjen.
Hvordan er lydmuren brudt?
Indtil 1947 var der ingen faktiske data om en persons velbefindende i cockpittet på et fly, der flyver hurtigere end lyd. Som det viste sig, kræver det en vis styrke og mod at bryde lydmuren. Under flyvningen bliver det klart, at der ikke er nogen garantier for at overleve. Selv en professionel pilot kan ikke sige med sikkerhed, om designet af flyet vil modstå elementernes angreb. I løbet af få minutter kan flyet simpelthen falde fra hinanden. Hvad forklarer dette? Det skal bemærkes, at bevægelse ved subsonisk hastighed skaber akustiske bølger, der spredes som cirkler fra en falden sten. Supersonisk hastighed ophidser chokbølger, og en person, der står på jorden, hører en lyd, der ligner en eksplosion. Uden kraftige computere var det svært at løse komplekse differentialligninger, og man måtte stole på blæsende modeller i vindtunneller. Nogle gange, med utilstrækkelig acceleration af flyet, når chokbølgen en sådan styrke, at vinduer flyver ud af de huse, som flyet flyver over. Ikke alle vil være i stand til at overvinde lydbarrieren, for i dette øjeblik ryster hele strukturen, fastgørelserne af apparatet kan modtage betydelig skade. Derfor er et godt helbred og følelsesmæssig stabilitet så vigtigt for piloter. Hvis flyvningen er glat, og lydmuren overvindes så hurtigt som muligt, vil hverken piloten eller mulige passagerer føle særligt ubehagelige fornemmelser. Specielt til erobringen af lydmuren blev der bygget et forskningsfly i januar 1946. Skabelsen af maskinen variværksat efter ordre fra Forsvarsministeriet, men i stedet for våben var den proppet med videnskabeligt udstyr, der overvågede mekanismernes og enhedernes funktion. Dette fly var som et moderne krydsermissil med en indbygget raketmotor. Flyet brød lydmuren med en maksimal hastighed på 2736 km/t.
Verbal og materielle monumenter til erobringen af lydens hastighed
Præstationer med at bryde lydmuren er højt værdsat i dag. Så det fly, som Chuck Yeager først overvandt det på, er nu udstillet på National Air and Space Museum, som ligger i Washington. Men de tekniske parametre for denne menneskelige opfindelse ville være lidt værd uden pilotens egenskaber. Chuck Yeager gennemgik flyveskolen og kæmpede i Europa, hvorefter han vendte tilbage til England. Den uretfærdige suspension fra at flyve brød ikke Yeagers ånd, og han fik en aftale med den øverstkommanderende for Europas tropper. I de resterende år før krigens afslutning deltog Yeager i 64 udrykninger, hvorunder han skød 13 fly ned. Chuck Yeager vendte tilbage til sit hjemland med rang af kaptajn. Hans karakteristika indikerer fænomenal intuition, utrolig ro og udholdenhed i kritiske situationer. Mere end én gang satte Yeager rekorder på sit fly. Hans senere karriere var i luftvåbnet, hvor han uddannede piloter. Sidste gang Chuck Yeager brød lydmuren var 74 år gammel, hvilket var på halvtredsårsdagen for hans flyvehistorie og i 1997.
Komplekse opgaver for flyskabereenheder
Det verdensberømte MiG-15-fly begyndte at blive skabt i det øjeblik, hvor udviklerne indså, at det var umuligt kun at være baseret på at bryde lydmuren, men komplekse tekniske problemer skulle løses. Som et resultat blev en maskine skabt så vellykket, at dens ændringer blev vedtaget af forskellige lande. Flere forskellige designbureauer gik ind i en slags konkurrencekamp, hvis pris var et patent på det mest succesrige og funktionelle fly. Udviklede fly med fejede vinger, hvilket var en revolution i deres design. Det ideelle apparat skal være kraftfuldt, hurtigt og utroligt modstandsdygtigt over for enhver ekstern skade. Flyets fejede vinger blev et element, der hjalp dem med at tredoble lydens hastighed. Yderligere fortsatte flyets hastighed med at stige, hvilket blev forklaret med en stigning i motorkraft, brug af innovative materialer og optimering af aerodynamiske parametre. At bryde lydmuren er blevet muligt og reelt selv for en ikke-professionel, men det bliver ikke mindre farligt af dette, så enhver ekstrem søgende bør fornuftigt vurdere sine styrker, før de beslutter sig for et sådant eksperiment.
