مانع صوتی

مانع صوتی

پدیده ای که در حین پرواز یک هواپیما یا موشک در لحظه انتقال از سرعت پرواز مافوق صوت به مافوق صوت در جو رخ می دهد. با نزدیک شدن سرعت هواپیما به سرعت صوت (1200 کیلومتر در ساعت)، ناحیه نازکی در هوای مقابل آن ظاهر می شود که در آن افزایش شدید فشار و چگالی هوا رخ می دهد. به این فشرده شدن هوا در مقابل هواپیمای پرنده، موج ضربه ای می گویند. بر روی زمین، عبور موج ضربه ای به عنوان یک انفجار، شبیه به صدای شلیک گلوله درک می شود. با گذشت بیش از حد، هواپیما از این ناحیه با تراکم هوای افزایش یافته عبور می کند، گویی آن را سوراخ می کند - دیوار صوتی را می شکند. برای مدت طولانی، شکستن دیوار صوتی یک مشکل جدی در توسعه هوانوردی به نظر می رسید. برای حل آن، لازم بود که مشخصات و شکل بال هواپیما را تغییر دهید (نازک تر و عقب تر شد)، قسمت جلوی بدنه تیزتر شود و هواپیما به موتورهای جت مجهز شود. سرعت صوت برای اولین بار در سال 1947 توسط C. Yeager در هواپیمای X-1 (ایالات متحده آمریکا) با سوخت مایع تجاوز کرد. موتور موشک، از یک هواپیمای B-29 پرتاب شد. در روسیه، O. V. Sokolovsky اولین کسی بود که در سال 1948 در یک هواپیمای آزمایشی La-176 با موتور توربوجت دیوار صوتی را شکست.

دایره المعارف "تکنولوژی". - م.: روزمان. 2006 .

مانع صوتی

افزایش شدید درگ آیرودینامیکی هواپیمادر پرواز اعداد ماخ M(∞) اندکی بیشتر از عدد بحرانی M* است. دلیل آن این است که در اعداد M(∞) > M* می آید و با ظهور مقاومت موج همراه است. ضریب کشش موج هواپیما با افزایش عدد M بسیار سریع افزایش می یابد و با M(∞) = M* شروع می شود.
در دسترس بودن Z. b. دستیابی به سرعت پرواز برابر با سرعت صوت و انتقال متعاقب آن به پرواز مافوق صوت را دشوار می کند. برای انجام این کار، لازم است هواپیماهایی با بال های نازک جاروب ایجاد شود، که باعث کاهش قابل توجهی از نیروی کشش و موتورهای جت می شود، که در آنها نیروی رانش با افزایش سرعت افزایش می یابد.
در اتحاد جماهیر شوروی، سرعتی برابر با سرعت صوت برای اولین بار در هواپیمای La-176 در سال 1948 به دست آمد.

هوانوردی: دایره المعارف. - M.: دایره المعارف بزرگ روسیه. سردبیر G.P. سویشچف. 1994 .

ببینید "حد صدا" در فرهنگ های دیگر چیست:

دیوار صوتی در آیرودینامیک نام تعدادی پدیده است که با حرکت هواپیما (مثلاً یک هواپیمای مافوق صوت، یک موشک) با سرعت نزدیک یا بیش از سرعت صوت همراه است. مطالب 1 موج شوک، ... ... ویکی پدیا

SOUND BARRIER، علت مشکلات هوانوردی هنگام افزایش سرعت پرواز بیش از سرعت صوت (SUPERSONIC SPEED). با نزدیک شدن به سرعت صوت، هواپیما با افزایش غیرمنتظره درگ و از دست دادن لیفت آیرودینامیکی مواجه می شود... ... فرهنگ دانشنامه علمی و فنی

سد صوتی- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. سد صوتی سد صوتی vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. دیوار صوتی، m pranc. barriere sonique, f; frontière sonique, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas

سد صوتی- garso barjeras statusas T sritis Energetika apibrėžtis Staigus aerodinaminio pasipriešinimo padidėjimas, kai orlaivio greitis tampa garso greičiu (viršijama kritinė Macho skaičiaus verte). Aiškinamas bangų krize dėl staiga padidėjusio…… Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

افزایش شدید درگ آیرودینامیکی با نزدیک شدن سرعت پرواز هواپیما به سرعت صوت (بیشتر از مقدار بحرانی عدد ماخ پرواز). با یک بحران موج، همراه با افزایش مقاومت موج توضیح داده شده است. غلبه بر 3. …… فرهنگ لغت بزرگ دایره المعارفی پلی تکنیک

مانع صوتی- افزایش شدید مقاومت هوا در برابر حرکت هواپیما در. نزدیک شدن به سرعت نزدیک به سرعت صوت غلبه بر 3. ب. به دلیل بهبود اشکال آیرودینامیکی هواپیما و استفاده از توانمند... ... واژه نامه اصطلاحات نظامی

سد صوتی- افزایش شدید سد صوتی در مقاومت هواپیمای آیرودینامیک در پرواز اعداد ماخ M∞، کمی بیشتر از عدد بحرانی M*. دلیل آن این است که برای اعداد M∞ > دایره المعارف "هوانوردی"

سد صوتی- افزایش شدید سد صوتی در مقاومت هواپیمای آیرودینامیک در پرواز اعداد ماخ M∞، کمی بیشتر از عدد بحرانی M*. دلیل آن این است که در اعداد M∞ > M* یک بحران موج رخ می دهد،... ... دایره المعارف "هوانوردی"

- (پست بازدارنده فرانسوی). 1) دروازه ها در قلعه ها. 2) در عرصه ها و سیرک ها حصار، کنده، تیری وجود دارد که اسب از روی آن می پرد. 3) علامتی که مبارزان در دوئل به آن می رسند. 4) نرده، رنده. فرهنگ لغات بیگانه موجود در... ... فرهنگ لغت کلمات خارجی زبان روسی

مانع، آه، شوهر. 1. مانع (نوع دیوار، میله متقاطع) قرار گرفته در مسیر (در هنگام پرش، دویدن). ب را ​​بگیرید. (غلبه بر آن). 2. حصار، حصار. B. جعبه، بالکن. 3. انتقال مانع، مانع برای چه ن. رودخانه طبیعی ب. برای… … فرهنگ توضیحی اوژگوف

کتاب ها

• وگاس: داستان واقعی (DVD)، نادری امیر. برخی از مردم در عجیب ترین مکان ها به دنبال "رویای آمریکایی" می گردند... روزی روزگاری ادی پارکر و همسرش تریسی قماربازان مشتاق بودند که جای تعجب نیست: آنها در لاس وگاس زندگی می کنند، جایی که همه قمار می کنند...

به طور رسمی، خلبان آمریکایی چاک یگر اولین کسی بود که بر سرعت مافوق صوت غلبه کرد. این رکورد در 14 اکتبر 1957 بر روی بل X-1 به ثبت رسید که در ابتدای سال 1946 توسط هواپیمای بل به طور ویژه برای این منظور طراحی شد. این هواپیما به دستور ارتش ساخته شد، اما هیچ ارتباطی با انجام خصومت ها نداشت. ماشین به معنای واقعی کلمه مملو از تجهیزات تحقیقاتی بود. از نظر خارجی، بل X-1 شبیه یک موشک کروز مدرن بود.

خلبان آزمایشی چاک یگر

خلبان در سال 1923 13 فوریه. پس از فارغ التحصیلی از مدرسه، مرد جوان بلافاصله وارد یک مدرسه پرواز شد و پس از آن مجبور شد در اروپا بجنگد. خلبان در همان ابتدای کار پروازی خود موفق شد مسرشمیت 109 را ساقط کند، اما بعداً خودش در آسمان فرانسه شکست خورد و مجبور شد با چتر نجات بپرد.

خلبان توسط پارتیزان ها گرفته شد، اما ضد جاسوسی او را از پرواز معلق کرد. چاک که خشمگین شده بود، با آیزنهاور، فرمانده نیروهای متفقین، حاضر شد. او مرد جوان را باور کرد و همانطور که معلوم شد بیهوده نبود: خلبان شجاع موفق شد 13 هواپیمای دیگر را قبل از پایان جنگ ساقط کند.

یگر با سابقه خدمات عالی، ویژگی ها، جوایز و با درجه کاپیتان به خانه بازگشت. این به ثبت نام خلبان در تیم ویژه ای از آزمایش کنندگان کمک کرد که در آن زمان به اندازه فضانوردان با دقت انتخاب می شدند. چاک هواپیمای خود را به افتخار همسرش «گلنیس فریبنده» نامید. این هواپیما مجهز به یک موتور جت بود و از یک بمب افکن B-52 پرتاب شد.

خلبان بیش از یک بار بر روی ماشین بالدار رکورد سرعت را ثبت کرد: در پایان سال 1947، او ابتدا رکورد قبلی ارتفاع (21372 متر) را شکست و در سال 1953 موفق شد دستگاه را به سرعت تقریباً 2800 کیلومتر در ساعت یا 2.5 متر برساند. (سرعت صوت بر حسب «ماخ» اندازه گیری می شود که به نام فیلسوف و مهندس آلمانی نامگذاری شده است؛ 1 M تقریباً برابر با 1200 کیلومتر در ساعت است). یگر در سال 1975 به عنوان یک سرتیپ بازنشسته شد، زیرا در جنگ ویتنام خدمت کرده بود و در کره می جنگید.

اتحاد جماهیر شوروی نمی توانست از تلاش برای شکستن دیوار صوتی دور بماند. چندین دفتر طراحی به طور همزمان (لاووچکین، یاکولف، میکویان) در تهیه هواپیمایی که قرار بود سریعتر از صدا پرواز کند، شرکت کردند. این افتخار نصیب هواپیمای La-176 از "شرکت لاوچکین" شد. این خودرو در دسامبر 1948 برای پروازها کاملاً آماده شد. و در 26 ام ، سرهنگ فدوروف از سد بدنام غلبه کرد و در شیرجه شتاب گرفت. بعداً خلبان عنوان قهرمان اتحاد جماهیر شوروی را دریافت کرد.

با شنیدن عبارت "حداقل صوتی" چه چیزی را تصور می کنیم؟ یک حد معین می تواند به طور جدی بر شنوایی و سلامتی تأثیر بگذارد. معمولا دیوار صوتی با تسخیر حریم هوایی و

غلبه بر این مانع می تواند باعث ایجاد بیماری های قدیمی، سندرم های درد و واکنش های آلرژیک شود. آیا این ایده ها درست هستند یا نشان دهنده کلیشه های ثابت هستند؟ آیا آنها مبنای واقعی دارند؟ دیوار صوتی چیست؟ چگونه و چرا بوجود می آید؟ ما سعی خواهیم کرد در این مقاله همه اینها و برخی تفاوت های ظریف اضافی و همچنین حقایق تاریخی مربوط به این مفهوم را دریابیم.

این علم اسرارآمیز آیرودینامیک است

در علم آیرودینامیک، برای توضیح پدیده های همراه با حرکت طراحی شده است
هواپیما، مفهوم "حفاظ صوتی" وجود دارد. این مجموعه ای از پدیده هایی است که در طول حرکت هواپیماهای مافوق صوت یا موشک هایی که با سرعتی نزدیک به سرعت صوت یا بیشتر حرکت می کنند رخ می دهد.

موج شوک چیست؟

هنگامی که یک جریان مافوق صوت در اطراف یک وسیله نقلیه جریان دارد، یک موج ضربه ای در یک تونل باد ظاهر می شود. آثار آن حتی با چشم غیر مسلح نیز قابل مشاهده است. روی زمین آنها با یک خط زرد نشان داده می شوند. بیرون از مخروط موج ضربه، جلوی خط زرد، حتی نمی‌توانید صدای هواپیما را روی زمین بشنوید. در سرعت‌های بیش از صوت، اجسام در معرض جریانی از صدا قرار می‌گیرند که مستلزم یک موج ضربه‌ای است. بسته به شکل بدن ممکن است بیش از یک مورد وجود داشته باشد.

تبدیل موج شوک

جبهه موج ضربه ای، که گاهی اوقات موج شوک نامیده می شود، دارای ضخامت نسبتاً کمی است، که با این وجود امکان ردیابی تغییرات ناگهانی در خواص جریان، کاهش سرعت آن نسبت به بدنه و افزایش متناظر در جریان را ممکن می سازد. فشار و دمای گاز در جریان. در این حالت انرژی جنبشی تا حدی به انرژی داخلی گاز تبدیل می شود. تعداد این تغییرات مستقیماً به سرعت جریان مافوق صوت بستگی دارد. با دور شدن موج ضربه ای از دستگاه، افت فشار کاهش می یابد و موج ضربه ای به موج صوتی تبدیل می شود. این می تواند به یک ناظر خارجی برسد، که صدایی مشخص شبیه به انفجار را می شنود. نظری وجود دارد که این نشان می دهد که دستگاه به سرعت صوت رسیده است، زمانی که هواپیما دیوار صوتی را پشت سر می گذارد.

واقعا چه خبر است؟

به اصطلاح لحظه شکستن دیوار صوتی در عمل نشان دهنده عبور یک موج ضربه ای با غرش فزاینده موتورهای هواپیما است. اکنون دستگاه از صدای همراه جلوتر است، بنابراین صدای زمزمه موتور پس از آن شنیده می شود. نزدیک شدن به سرعت صوت در طول جنگ جهانی دوم امکان پذیر شد، اما در همان زمان خلبانان به سیگنال های هشدار دهنده در عملکرد هواپیما اشاره کردند.

پس از پایان جنگ، بسیاری از طراحان و خلبانان هواپیما به دنبال رسیدن به سرعت صوت و شکستن دیوار صوتی بودند، اما بسیاری از این تلاش ها به طرز غم انگیزی پایان یافت. دانشمندان بدبین استدلال می کردند که نمی توان از این حد فراتر رفت. به هیچ وجه تجربی، بلکه علمی، می توان ماهیت مفهوم "حد صدا" را توضیح داد و راه هایی برای غلبه بر آن یافت.

پروازهای ایمن با سرعت فراصوت و مافوق صوت با اجتناب از بحران موجی امکان پذیر است که وقوع آن به پارامترهای آیرودینامیکی هواپیما و ارتفاع پرواز بستگی دارد. انتقال از یک سطح سرعت به سطح دیگر باید در سریع ترین زمان ممکن با استفاده از پس سوز انجام شود که به جلوگیری از پرواز طولانی در منطقه بحران موج کمک می کند. بحران موج به عنوان یک مفهوم از حمل و نقل آبی ناشی شد. زمانی پدید آمد که کشتی ها با سرعتی نزدیک به سرعت امواج روی سطح آب حرکت کردند. وارد شدن به یک بحران موجی مستلزم دشواری در افزایش سرعت است و اگر بحران موج را به ساده ترین شکل ممکن غلبه کنید، می توانید وارد حالت برنامه ریزی یا سر خوردن در امتداد سطح آب شوید.

تاریخچه در کنترل هواپیما

اولین فردی که در یک هواپیمای آزمایشی به سرعت پرواز مافوق صوت رسید خلبان آمریکایی چاک یگر بود. دستاورد او در تاریخ 14 اکتبر 1947 ثبت شد. در قلمرو اتحاد جماهیر شوروی، دیوار صوتی در 26 دسامبر 1948 توسط سوکولوفسکی و فدوروف که با یک جنگنده باتجربه پرواز می کردند شکسته شد.

در بین غیرنظامیان، هواپیمای مسافربری داگلاس دی سی-8 دیوار صوتی را شکست که در 21 آگوست 1961 به سرعت 1.012 ماخ یا 1262 کیلومتر در ساعت رسید. هدف از این پرواز جمع آوری داده ها برای طراحی بال بود. در بین هواپیماها، رکورد جهانی توسط موشک هوا به زمین مافوق صوت که در خدمت ارتش روسیه است، ثبت شد. این موشک در ارتفاع 31.2 کیلومتری به سرعت 6389 کیلومتر در ساعت رسید.

50 سال پس از شکستن دیوار صوتی در هوا، اندی گرین انگلیسی به دستاوردی مشابه در خودرو دست یافت. جو کیتینگر آمریکایی با رسیدن به ارتفاع 31.5 کیلومتری در سقوط آزاد سعی در شکستن رکورد داشت. امروز در 14 اکتبر 2012، فلیکس باومگارتنر بدون کمک وسیله نقلیه در سقوط آزاد از ارتفاع 39 کیلومتری با شکستن دیوار صوتی، رکورد جهانی را ثبت کرد. سرعت آن به 1342.8 کیلومتر در ساعت می رسید.

غیر معمول ترین شکستن دیوار صوتی

فکر کردن عجیب است، اما اولین اختراع در جهان که بر این محدودیت غلبه کرد شلاق معمولی بود که تقریباً 7 هزار سال پیش توسط چینی های باستان اختراع شد. تقریباً تا زمان اختراع عکاسی فوری در سال 1927، هیچ کس مشکوک نبود که ترک یک شلاق یک بوم صوتی مینیاتوری است. یک چرخش تیز یک حلقه تشکیل می دهد و سرعت به شدت افزایش می یابد که با کلیک تأیید می شود. دیوار صوتی با سرعتی در حدود 1200 کیلومتر در ساعت شکسته می شود.

رمز و راز پر سر و صداترین شهر

جای تعجب نیست که ساکنان شهرهای کوچک با دیدن پایتخت برای اولین بار شوکه می شوند. حمل و نقل فراوان، صدها رستوران و مراکز تفریحیشما را گیج می کند و از وضعیت همیشگی تان ناراحت می کند. آغاز بهار در پایتخت معمولاً به‌جای مارس طغیان‌گر و کولاکی، به آوریل مربوط می‌شود. در ماه آوریل آسمان صاف، جویبارها جاری است و جوانه ها شکوفا می شوند. مردم خسته از زمستان طولانی پنجره های خود را به سمت خورشید باز می کنند و سر و صدای خیابان به خانه هایشان می پیچد. پرندگان در خیابان به طرز کر کننده ای جیغ می زنند، هنرمندان آواز می خوانند، دانش آموزان شاد شعر می خوانند، البته به سر و صدایی که در ترافیک و مترو وجود دارد. کارمندان بخش بهداشت خاطرنشان می کنند که ماندن در یک شهر پر سر و صدا برای مدت طولانی برای سلامتی مضر است. پس زمینه صوتی پایتخت شامل حمل و نقل است،
سروصدای هوانوردی، صنعتی و خانگی. مضرترین صدای ماشین است، زیرا هواپیماها بسیار بالا پرواز می کنند و سر و صدای شرکت ها در ساختمان های آنها حل می شود. غرش مداوم خودروها در بزرگراه های به خصوص شلوغ از همه استانداردهای مجاز دو برابر بیشتر است. پایتخت چگونه بر دیوار صوتی غلبه می کند؟ مسکو با صداهای فراوان خطرناک است، بنابراین ساکنان پایتخت برای خفه کردن صدا پنجره های دو جداره نصب می کنند.

دیوار صوتی چگونه طوفانی می شود؟

تا سال 1947، هیچ اطلاعات واقعی در مورد رفاه فردی در کابین خلبان هواپیمایی که سریعتر از صدا پرواز می کند، وجود نداشت. همانطور که مشخص است، شکستن دیوار صوتی به قدرت و شجاعت خاصی نیاز دارد. در طول پرواز، مشخص می شود که هیچ تضمینی برای زنده ماندن وجود ندارد. حتی یک خلبان حرفه ای نیز نمی تواند با اطمینان بگوید که آیا طراحی هواپیما در برابر حمله عناصر مقاومت می کند یا خیر. در عرض چند دقیقه، هواپیما می تواند به سادگی از هم بپاشد. چه چیزی این را توضیح می دهد؟ لازم به ذکر است که حرکت با سرعت مادون صوت امواج صوتی ایجاد می کند که مانند دایره هایی از یک سنگ افتاده پخش می شود. سرعت مافوق صوت امواج ضربه ای را تحریک می کند و فردی که روی زمین ایستاده صدایی شبیه به انفجار می شنود. بدون رایانه های قدرتمند، حل مسائل پیچیده دشوار بود و باید به مدل های دمیدن در تونل های باد تکیه کرد. گاهی اوقات که شتاب هواپیما ناکافی است، موج ضربه به حدی می رسد که پنجره ها از خانه هایی که هواپیما بر فراز آنها پرواز می کند به بیرون پرواز می کند. همه نمی توانند بر سد صوتی غلبه کنند، زیرا در این لحظه کل ساختار می لرزد و پایه های دستگاه می توانند آسیب قابل توجهی دریافت کنند. به همین دلیل است که سلامت و ثبات عاطفی برای خلبانان بسیار مهم است. اگر پرواز صاف باشد و مانع صوتی در سریع ترین زمان ممکن برطرف شود، نه خلبان و نه مسافران احتمالی هیچ احساس ناخوشایندی را احساس نمی کنند. یک هواپیمای تحقیقاتی به طور خاص برای شکستن دیوار صوتی در ژانویه 1946 ساخته شد. ایجاد این ماشین با دستور وزارت دفاع آغاز شد، اما به جای سلاح، با تجهیزات علمی که بر نحوه عملکرد مکانیسم ها و ابزار نظارت می کرد، پر شد. این هواپیما مانند یک موشک کروز مدرن با موتور موشک داخلی بود. این هواپیما با حداکثر سرعت 2736 کیلومتر در ساعت دیوار صوتی را شکست.

یادگارهای لفظی و مادی برای غلبه بر سرعت صوت

دستاوردهای شکستن دیوار صوتی هنوز هم امروزه بسیار ارزشمند است. بنابراین، هواپیمایی که چاک یگر برای اولین بار بر آن غلبه کرد، اکنون در موزه ملی هوا و فضا، که در واشنگتن قرار دارد، به نمایش گذاشته شده است. اما پارامترهای فنی این اختراع انسانی بدون شایستگی های خود خلبان ارزش کمی دارد. چاک یگر مدرسه پرواز را گذراند و در اروپا جنگید و پس از آن به انگلستان بازگشت. محرومیت ناعادلانه از پرواز روح یگر را نشکند و او با فرمانده کل نیروهای اروپایی پذیرایی کرد. در سالهای باقی مانده تا پایان جنگ، یگر در 64 ماموریت جنگی شرکت کرد و در طی آن 13 هواپیما را سرنگون کرد. چاک یگر با درجه کاپیتانی به کشورش بازگشت. ویژگی های او حاکی از شهود فوق العاده، خونسردی و استقامت باورنکردنی در شرایط بحرانی است. یگر بیش از یک بار در هواپیمای خود رکورد زده است. شغل بعدی او در یگان های نیروی هوایی بود و در آنجا به آموزش خلبانی پرداخت. آخرین باری که چاک یگر دیوار صوتی را شکست 74 ساله بود که در پنجاهمین سالگرد تاریخ پرواز او و در سال 1997 بود.

وظایف پیچیده سازندگان هواپیما

ساخت هواپیمای معروف MiG-15 در لحظه ای شروع شد که توسعه دهندگان متوجه شدند که نمی توان تنها به شکستن دیوار صوتی تکیه کرد، اما مشکلات پیچیده باید حل شود. مشکلات فنی. در نتیجه، ماشینی به قدری موفق ایجاد شد که تغییرات آن وارد خدمت شد کشورهای مختلف. چندین دفتر طراحی مختلف وارد نوعی مبارزه رقابتی شدند، جایزه ای که در آن ثبت اختراع برای موفق ترین و کاربردی ترین هواپیما بود. هواپیماهایی با بالهای جارو شده ساخته شدند که انقلابی در طراحی آنها بود. دستگاه ایده آل باید قدرتمند، سریع و فوق العاده مقاوم در برابر هر گونه آسیب خارجی باشد. بال های جارو شده هواپیماها به عنصری تبدیل شد که به آنها کمک کرد سرعت صوت را سه برابر کنند. سپس به افزایش خود ادامه داد که با افزایش قدرت موتور، استفاده از مواد خلاقانه و بهینه سازی پارامترهای آیرودینامیکی توضیح داده شد. غلبه بر دیوار صوتی حتی برای افراد غیرحرفه‌ای نیز ممکن و واقعی شده است، اما این خطر را کم نمی‌کند، بنابراین هر علاقه‌مند به ورزش‌های شدید باید قبل از تصمیم‌گیری برای انجام چنین آزمایشی، نقاط قوت خود را به دقت ارزیابی کند.

آیا هنگام پرواز هواپیمای جت بالای سرتان صدای بلندی مانند انفجار شنیده اید؟ این صدا زمانی ایجاد می شود که هواپیما دیوار صوتی را بشکند. دیوار صوتی چیست و چرا هواپیما چنین صدایی تولید می کند؟

همانطور که می دانید صدا با سرعت خاصی حرکت می کند. سرعت بستگی به ارتفاع دارد. در سطح دریا، سرعت صوت تقریباً 1220 کیلومتر در ساعت و در ارتفاع 11000 متری - 1060 کیلومتر در ساعت است. هنگامی که هواپیما با سرعتی نزدیک به سرعت صوت پرواز می کند، تحت فشارهای خاصی قرار می گیرد. هنگامی که با سرعت معمولی (فرع صوت) پرواز می کند، جلوی هواپیما یک موج فشار را به جلو می راند. این موج با سرعت صوت حرکت می کند.

موج فشار ناشی از تجمع ذرات هوا هنگام حرکت هواپیما به جلو است. هنگامی که هواپیما با سرعت های زیر صوت پرواز می کند، موج سریعتر از هواپیما حرکت می کند. و در نتیجه، معلوم می شود که هوا بدون مانع از سطوح بال های هواپیما عبور می کند.

حالا بیایید به هواپیمایی نگاه کنیم که با سرعت صوت پرواز می کند. هیچ موج فشاری در جلوی هواپیما وجود ندارد. آنچه در عوض اتفاق می افتد این است که یک موج فشار در جلوی بال تشکیل می شود (از آنجایی که هواپیما و موج فشار با سرعت یکسانی حرکت می کنند).

اکنون یک موج ضربه ای شکل می گیرد که باعث ایجاد بارهای زیادی در بال هواپیما می شود. قدمت عبارت «سد مانع» به قبل از پرواز هواپیماها با سرعت صوت برمی‌گردد و تصور می‌شد که استرس‌هایی را که هواپیما در این سرعت‌ها تجربه می‌کند، توصیف می‌کند. این یک "مانع" در نظر گرفته شد.

اما سرعت صوت اصلا مانعی ندارد! مهندسان و طراحان هواپیما بر مشکل بارهای جدید غلبه کردند. و تنها چیزی که از دیدگاه های قدیمی باقی مانده است این است که ضربه ناشی از یک موج شوک زمانی است که هواپیما با سرعت مافوق صوت پرواز می کند.

اصطلاح "حفاظت صوتی" به طور گمراه کننده شرایطی را توصیف می کند که هنگام حرکت هواپیما با سرعت معینی رخ می دهد. ممکن است کسی فکر کند که وقتی هواپیما به سرعت صوت می رسد، چیزی شبیه به یک "موانع" ظاهر می شود - اما هیچ اتفاقی مانند آن نمی افتد!

برای درک همه اینها، هواپیمایی را در نظر بگیرید که با سرعت کم و معمولی پرواز می کند. با حرکت هواپیما به سمت جلو، موج فشرده سازی در مقابل هواپیما ایجاد می شود. این توسط یک هواپیما در حال حرکت به سمت جلو تشکیل می شود که ذرات هوا را فشرده می کند.

این موج با سرعت صوت جلوتر از هواپیما حرکت می کند. و سرعت آن بیشتر از سرعت هواپیمایی است که همانطور که قبلاً گفتیم با سرعت کم پرواز می کند. این موج که جلوتر از هواپیما حرکت می‌کند، جریان‌های هوا را مجبور می‌کند تا در اطراف صفحه هواپیما جریان یابد.

حال تصور کنید که هواپیما با سرعت صوت در حال پرواز است. هیچ امواج فشرده‌ای جلوتر از هواپیما تشکیل نمی‌شود، زیرا هم صفحه و هم امواج سرعت یکسانی دارند. بنابراین، موج در جلوی بال ها تشکیل می شود.

در نتیجه یک موج ضربه ای ظاهر می شود که بارهای زیادی را روی بال های هواپیما ایجاد می کند. قبل از اینکه هواپیماها به دیوار صوتی برسند و از آن فراتر بروند، اعتقاد بر این بود که چنین امواج ضربه‌ای و نیروهای g چیزی شبیه یک مانع برای هواپیما ایجاد می‌کند - "حد صدا". با این حال، هیچ مانع صوتی وجود نداشت، زیرا مهندسان هوانوردی یک طراحی هواپیمای ویژه برای این کار ایجاد کردند.

به هر حال، "ضربه" قوی که هنگام عبور هواپیما از "موان صوتی" می شنویم، موج ضربه ای است که قبلاً در مورد آن صحبت کردیم - زمانی که سرعت هواپیما و موج فشرده سازی برابر است.

از دیوار صوتی گذشت :-)...

قبل از شروع به صحبت در مورد موضوع، اجازه دهید کمی شفافیت را در مورد سؤال صحت مفاهیم (آنچه من دوست دارم :-)) بیاوریم. امروزه دو اصطلاح بسیار مورد استفاده قرار می گیرند: سد صوتیو سد مافوق صوت. آنها شبیه به هم هستند، اما هنوز یکسان نیستند. با این حال، سخت گیری خاصی فایده ای ندارد: در اصل، آنها یک چیز هستند. تعریف دیوار صوتی بیشتر توسط افرادی استفاده می شود که دانش بیشتری دارند و به هوانوردی نزدیکتر هستند. و تعریف دوم معمولاً همه افراد دیگر هستند.

من فکر می کنم از نظر فیزیک (و زبان روسی :-)) گفتن دیوار صوتی صحیح تر است. اینجا منطق ساده ای وجود دارد. به هر حال، مفهومی از سرعت صوت وجود دارد، اما، به بیان دقیق، هیچ مفهوم ثابتی از سرعت مافوق صوت وجود ندارد. با کمی نگاه کردن به آینده، من می گویم که وقتی یک هواپیما با سرعت مافوق صوت پرواز می کند، قبلاً از این مانع عبور کرده است و وقتی از آن عبور کرد (غلبه کرد)، سپس از مقدار سرعت آستانه معینی برابر با سرعت صوت عبور می کند (و نه مافوق صوت).

یه چیزی شبیه اون:-). علاوه بر این، مفهوم اول بسیار کمتر از مفهوم دوم استفاده می شود. ظاهراً به این دلیل است که کلمه مافوق صوت عجیب‌تر و جذاب‌تر به نظر می‌رسد. و در پرواز مافوق صوت، امر عجیب و غریب قطعا وجود دارد و طبیعتاً بسیاری را جذب می کند. با این حال، نه همه افرادی که از کلمات " سد مافوق صوتآنها در واقع می فهمند که چیست. من قبلاً بیش از یک بار با نگاه کردن به انجمن ها، خواندن مقاله ها و حتی تماشای تلویزیون در این مورد متقاعد شده ام.

این سوال در واقع از نقطه نظر فیزیک بسیار پیچیده است. اما، البته، ما با پیچیدگی کار نخواهیم کرد. ما فقط سعی خواهیم کرد، طبق معمول، وضعیت را با استفاده از اصل "توضیح آیرودینامیک روی انگشتان خود" روشن کنیم :-).

بنابراین، به مانع (صدا :-))!... یک هواپیما در حال پرواز، که بر روی یک محیط الاستیک مانند هوا عمل می کند، به منبع قدرتمند امواج صوتی تبدیل می شود. من فکر می کنم همه می دانند که امواج صوتی در هوا چیست :-).

امواج صوتی (چنگال تنظیم).

این یک تناوب از مناطق فشرده سازی و کمیاب است که در جهات مختلف از منبع صدا پخش می شود. چیزی شبیه دایره های روی آب که آنها هم موج هستند (فقط صدا نیستند :-)). این نواحی هستند که بر روی پرده گوش عمل می‌کنند و به ما امکان می‌دهند تمام صداهای این دنیا را بشنویم، از زمزمه انسان گرفته تا غرش موتورهای جت.

نمونه ای از امواج صوتی

نقاط انتشار امواج صوتی می تواند از اجزای مختلف هواپیما باشد. به عنوان مثال، یک موتور (صدای آن برای هر کسی شناخته شده است :-))، یا اعضای بدن (مثلا، تعظیم) که با متراکم کردن هوای جلوی آنها در حین حرکت، نوع خاصی از موج فشاری (فشردهی) در حال اجرا به سمت جلو ایجاد می کند.

همه این امواج صوتی با سرعت صوت از قبل شناخته شده در هوا منتشر می شوند. یعنی اگر هواپیما زیر صوت باشد و حتی با سرعت کم پرواز کند، به نظر می رسد که از آن فرار می کنند. در نتیجه وقتی چنین هواپیمایی نزدیک می شود، ابتدا صدای آن را می شنویم و سپس خودش از کنار آن عبور می کند.

با این حال، من رزرو می کنم که اگر هواپیما در ارتفاع زیاد پرواز نمی کند، این درست است. بالاخره سرعت صوت سرعت نور نیست :-). بزرگی آن چندان زیاد نیست و امواج صوتی نیاز به زمان دارند تا به شنونده برسند. بنابراین ترتیب ظاهر صدا برای شنونده و هواپیما در صورت پرواز در ارتفاع بالا ممکن است تغییر کند.

و از آنجایی که صدا خیلی سریع نیست، هواپیما با افزایش سرعت خود شروع به گرفتن امواجی که ساطع می کند می کند. یعنی اگر او بی حرکت بود، امواج از او به شکل منحرف می شدند دایره های متحدالمرکزمثل امواج روی آب که در اثر پرتاب سنگ ایجاد می شود. و از آنجایی که هواپیما در حال حرکت است، در بخش این دایره های مربوط به جهت پرواز، مرزهای امواج (جلوهای آنها) شروع به نزدیک شدن به یکدیگر می کنند.

حرکت بدن مادون صوت

بر این اساس، شکاف بین هواپیما ( دماغه آن) و قسمت جلوی اولین موج (سر) (یعنی این ناحیه ای است که در آن ترمز تدریجی تا حدی اتفاق می افتد. جریان آزادهنگام ملاقات با دماغه هواپیما (بال، دم) و در نتیجه، افزایش فشار و دما) شروع به انقباض می کند و هر چه سریعتر سرعت پرواز بیشتر شود.

لحظه ای فرا می رسد که این شکاف عملاً ناپدید می شود (یا حداقل می شود) و به نوع خاصی از منطقه به نام تبدیل می شود موج شوک. این زمانی اتفاق می افتد که سرعت پرواز به سرعت صوت می رسد، یعنی هواپیما با همان سرعت امواجی که از خود ساطع می کند حرکت می کند. عدد ماخ برابر با واحد است (M=1).

حرکت صوتی بدن (M=1).

شوک شوک، ناحیه بسیار باریکی از محیط است (حدود 10-4 میلی متر) ، هنگام عبور از آن ، دیگر تغییر تدریجی (پرش مانند) در پارامترهای این محیط وجود ندارد - سرعت، فشار، دما، چگالی. در مورد ما، سرعت کاهش می یابد، فشار، دما و چگالی افزایش می یابد. از این رو نام - موج شوک.

به روشی تا حدودی ساده، این را در مورد همه اینها می گویم. کاهش ناگهانی جریان مافوق صوت غیرممکن است، اما باید این کار را انجام داد، زیرا دیگر امکان ترمز تدریجی به سرعت جریان در جلوی دماغه هواپیما وجود ندارد، مانند سرعت های متوسط ​​مادون صوت. به نظر می رسد که در جلوی دماغه هواپیما (یا نوک بال) با یک بخش مادون صوت روبرو می شود و در یک پرش باریک فرو می ریزد و انرژی عظیم حرکتی را که دارد به آن منتقل می کند.

به هر حال، می توان برعکس گفت: هواپیما بخشی از انرژی خود را به شکل گیری امواج ضربه ای منتقل می کند تا جریان مافوق صوت را کاهش دهد.

حرکت مافوق صوت بدن

نام دیگری برای موج شوک وجود دارد. حرکت با هواپیما در فضا، اساساً نمایانگر یک تغییر شدید در پارامترهای محیطی فوق الذکر (یعنی جریان هوا) است. و این جوهر یک موج شوک است.

شوک شوکو موج ضربه، به طور کلی، تعاریف معادل هستند، اما در آیرودینامیک، اولی بیشتر استفاده می شود.

موج ضربه ای (یا موج ضربه ای) می تواند عملاً عمود بر جهت پرواز باشد که در این صورت تقریباً شکل دایره ای در فضا به خود می گیرند و خطوط مستقیم نامیده می شوند. این معمولا در حالت های نزدیک به M=1 اتفاق می افتد.

حالت های حرکت بدن ! - مادون صوت، 2 - M=1، مافوق صوت، 4 - موج ضربه (موج ضربه ای).

در اعداد M > 1، آنها قبلاً در زاویه ای نسبت به جهت پرواز قرار دارند. یعنی هواپیما در حال پیشی گرفتن از صدای خودش است. در این حالت آنها را مایل می نامند و در فضا به شکل مخروط می گیرند که اتفاقاً مخروط ماخ نامیده می شود که به نام دانشمندی که جریان های مافوق صوت را مورد مطالعه قرار داده است (در یکی از آنها به او اشاره کرده است).

مخروط ماخ.

شکل این مخروط (به اصطلاح "لاغری" آن) دقیقاً به عدد M بستگی دارد و با این رابطه با آن مرتبط است: M = 1/sin α، که α زاویه بین محور مخروط و آن است. ژنراتیکس و سطح مخروطی جلوی همه امواج صوتی را لمس می کند که منبع آنها هواپیما بود و از آنها "سبقت گرفت" و به سرعت مافوق صوت رسید.

بعلاوه امواج ضربه اینیز ممکن است باشد ضمیمه شده است، هنگامی که در مجاورت سطح جسمی هستند که با سرعت مافوق صوت حرکت می کند یا در صورت عدم تماس با بدن دور می شوند.

انواع امواج ضربه ای در حین جریان مافوق صوت در اطراف اجسام با اشکال مختلف.

معمولاً اگر جریان مافوق صوت در اطراف سطوح نوک تیز جریان پیدا کند، شوک ها متصل می شوند. به عنوان مثال، برای یک هواپیما، این می تواند یک دماغه نوک تیز، یک ورودی هوای پرفشار یا یک لبه تیز ورودی هوا باشد. در همان زمان می گویند "پرش می نشیند"، به عنوان مثال، روی بینی.

و هنگامی که در اطراف سطوح گرد جریان دارد، به عنوان مثال، لبه گرد جلویی یک ایرفویل ضخیم یک بال، ممکن است یک شوک جدا شده رخ دهد.

اجزای مختلف بدنه هواپیما یک سیستم نسبتاً پیچیده از امواج ضربه ای در پرواز ایجاد می کند. با این حال، شدیدترین آنها دو هستند. یکی سر یکی روی کمان و دومی دم روی عناصر دم است. در فاصله‌ای از هواپیما، شوک‌های میانی یا به سر می‌رسند و با آن ادغام می‌شوند یا ضربه‌های دمی به آن‌ها می‌رسند.

شوک شوک در هواپیمای مدل در حین پاکسازی در تونل باد (M=2).

در نتیجه دو پرش باقی می ماند که به طور کلی توسط ناظر زمینی به دلیل کوچک بودن هواپیما نسبت به ارتفاع پرواز و بر همین اساس فاصله زمانی کوتاه بین آنها یک پرش مشاهده می شود.

شدت (به عبارت دیگر انرژی) یک موج ضربه ای (موج ضربه ای) به پارامترهای مختلفی (سرعت هواپیما، ویژگی های طراحی آن، شرایط محیطی و غیره) بستگی دارد و با افت فشار در قسمت جلویی آن تعیین می شود.

با دور شدن از بالای مخروط ماخ، یعنی از هواپیما، به عنوان منبع مزاحمت، موج ضربه ضعیف شده، به تدریج به یک موج صوتی معمولی تبدیل می شود و در نهایت به طور کامل ناپدید می شود.

و در چه درجه ای از شدت خواهد داشت موج شوک(یا موج ضربه ای) رسیدن به زمین بستگی به تأثیری دارد که می تواند در آنجا ایجاد کند. بر کسی پوشیده نیست که هواپیمای معروف کنکورد با سرعت مافوق صوت فقط بر فراز اقیانوس اطلس پرواز کرد و هواپیماهای مافوق صوت نظامی در ارتفاعات بالا یا در مناطقی که مناطق پرجمعیتی وجود ندارد با سرعت مافوق صوت پرواز می کنند (حداقل به نظر می رسد که آنها باید این کار را انجام دهند :-) ).

این محدودیت ها بسیار موجه است. به عنوان مثال، برای من، تعریف موج شوک با یک انفجار همراه است. و کارهایی که یک موج شوک به اندازه کافی شدید می تواند انجام دهد ممکن است با آن مطابقت داشته باشد. حداقل شیشه های پنجره ها می توانند به راحتی به بیرون پرواز کنند. شواهد کافی در مورد این وجود دارد (به ویژه در تاریخ هوانوردی شوروی که بسیار زیاد بود و پروازها شدید بود). اما شما می توانید کارهای بدتری انجام دهید. فقط باید پایین تر پرواز کنی :-)…

با این حال، در بیشتر موارد، آنچه از امواج ضربه ای در هنگام رسیدن به زمین باقی می ماند دیگر خطرناک نیست. فقط یک ناظر خارجی روی زمین می تواند صدایی شبیه به غرش یا انفجار بشنود. با این واقعیت است که یک تصور غلط رایج و نسبتاً مداوم مرتبط است.

افرادی که در علم هوانوردی چندان باتجربه نیستند با شنیدن چنین صدایی می گویند که هواپیما غلبه کرد سد صوتی (سد مافوق صوت). در واقع، این صحیح نیست. این گفته حداقل به دو دلیل ربطی به واقعیت ندارد.

موج شوک (موج ضربه ای).

اولاً، اگر شخصی روی زمین یک غرش بلند در آسمان بشنود، این فقط به این معنی است (تکرار می کنم :-)) که گوش هایش رسیده است. جلو موج شوک(یا موج شوک) از هواپیمایی که در جایی پرواز می کند. این هواپیما در حال حاضر با سرعت مافوق صوت در حال پرواز است و به تازگی به آن سوئیچ نکرده است.

و اگر همین فرد می توانست ناگهان خود را چندین کیلومتر جلوتر از هواپیما بیابد، دوباره همان صدا را از همان هواپیما می شنید، زیرا در معرض همان موج ضربه ای قرار می گرفت که با هواپیما حرکت می کرد.

با سرعت مافوق صوت حرکت می کند و بنابراین بی صدا نزدیک می شود. و بعد از اینکه همیشه تأثیر خوشایند خود را روی پرده گوش گذاشت (خوب است، وقتی فقط روی آنها :-)) و با خیال راحت گذشت، غرش موتورهای در حال کار به گوش می رسد.

نمودار پرواز تقریبی یک هواپیما در مقادیر مختلف عدد ماخ با استفاده از نمونه جنگنده ساب 35 "دراکن". زبان، متأسفانه، آلمانی است، اما این طرح به طور کلی واضح است.

علاوه بر این، انتقال به صدای مافوق صوت خود با هیچ "بوم" یکباره، پاپ، انفجار و غیره همراه نیست. در یک هواپیمای مافوق صوت مدرن، خلبان اغلب در مورد چنین انتقالی فقط از خواندن ابزار یاد می گیرد. در این صورت اما فرآیند خاصی رخ می دهد، اما اگر قوانین خلبانی خاصی رعایت شود، عملاً برای او نامرئی است.

اما این همه چیز نیست :-). بیشتر می گویم. به شکل یک مانع ملموس، سنگین، صعب العبور که هواپیما روی آن قرار دارد و باید "سوراخ" شود (من چنین قضاوت هایی را شنیده ام :-)) وجود ندارد.

به طور دقیق، هیچ مانعی وجود ندارد. روزی روزگاری، در طلوع توسعه سرعت های بالا در هوانوردی، این مفهوم بیشتر به عنوان یک باور روانشناختی در مورد دشواری انتقال به سرعت مافوق صوت و پرواز در آن شکل گرفت. حتی اظهاراتی وجود داشت که این امر به طور کلی غیرممکن است، به خصوص که پیش نیازهای چنین باورها و اظهاراتی کاملاً مشخص بود.

با این حال، اول از همه ...

در آیرودینامیک، اصطلاح دیگری وجود دارد که به طور کاملاً دقیق فرآیند برهمکنش با جریان هوای جسمی را که در این جریان حرکت می‌کند و به سمت مافوق صوت می‌رود، توصیف می‌کند. این بحران موج. این اوست که کارهای بدی را انجام می دهد که به طور سنتی با این مفهوم مرتبط است سد صوتی.

بنابراین چیزی در مورد بحران :-). هر هواپیما از قطعاتی تشکیل شده است که جریان هوا در حین پرواز ممکن است یکسان نباشد. به عنوان مثال، یک بال، یا بهتر است بگوییم یک کلاسیک معمولی را در نظر بگیرید پروفایل مادون صوت.

از دانش اولیه چگونگی شکل گیری آن بلند کردنما به خوبی می دانیم که سرعت جریان در لایه مجاور سطح منحنی بالایی پروفیل متفاوت است. در جایی که پروفیل محدب تر است، از سرعت جریان کلی بیشتر است، سپس، هنگامی که پروفیل صاف می شود، کاهش می یابد.

هنگامی که بال در جریان با سرعتی نزدیک به سرعت صوت حرکت می کند، ممکن است لحظه ای فرا برسد که در چنین ناحیه محدب، به عنوان مثال، سرعت لایه هوا، که قبلاً از سرعت کل جریان بیشتر است، شود. صوتی و حتی مافوق صوت.

موج شوک محلی که در ترانسونیک در طول بحران موج رخ می دهد.

بیشتر در طول پروفیل، این سرعت کاهش می یابد و در نقطه ای دوباره مادون صوت می شود. اما، همانطور که در بالا گفتیم، یک جریان مافوق صوت نمی تواند به سرعت کند شود، بنابراین ظهور موج شوک.

چنین ضربه هایی در نواحی مختلف سطوح صاف ظاهر می شوند و در ابتدا کاملاً ضعیف هستند، اما تعداد آنها می تواند زیاد باشد و با افزایش سرعت کلی جریان، مناطق مافوق صوت افزایش می یابد، ضربه ها "قوی تر" می شوند و به سمت سطح حرکت می کنند. لبه انتهایی پروفیل بعداً همان امواج ضربه ای در سطح پایینی پروفیل ظاهر می شود.

جریان مافوق صوت کامل در اطراف پروفیل بال.

همه اینها به چه معناست؟ در اینجا چیست. اولین- این قابل توجه است افزایش درگ آیرودینامیکیدر محدوده سرعت فراصونی (حدود M=1، بیشتر یا کمتر). این مقاومت به دلیل افزایش شدید یکی از اجزای آن افزایش می یابد - مقاومت در برابر موج. همان چیزی که قبلاً هنگام در نظر گرفتن پرواز با سرعت های مادون صوت در نظر نمی گرفتیم.

همانطور که در بالا گفتم برای تشکیل امواج ضربه ای (یا امواج ضربه ای) متعدد در حین کاهش سرعت یک جریان مافوق صوت، انرژی تلف می شود و از انرژی جنبشی حرکت هواپیما گرفته می شود. یعنی هواپیما به سادگی کند می شود (و بسیار محسوس!). همین است مقاومت موج

علاوه بر این، امواج ضربه ای به دلیل کاهش شدید جریان در آنها، به جدا شدن لایه مرزی پشت خود و تبدیل آن از آرام به متلاطم کمک می کند. این امر باعث افزایش بیشتر کشش آیرودینامیکی می شود.

تورم پروفایل با اعداد مختلف ماخ شوک های شوک، مناطق مافوق صوت محلی، مناطق آشفته.

دومین. با توجه به ظهور نواحی مافوق صوت موضعی بر روی نیمرخ بال و جابجایی بیشتر آنها به قسمت دم پروفیل با افزایش سرعت جریان و در نتیجه تغییر الگوی توزیع فشار روی پروفیل، نقطه اعمال نیروهای آیرودینامیکی (مرکز) فشار) نیز به سمت لبه عقب جابجا می شود. در نتیجه ظاهر می شود لحظه شیرجهنسبت به مرکز جرم هواپیما، باعث پایین آمدن دماغه هواپیما می شود.

نتیجه همه اینها چیست... با توجه به افزایش نسبتاً شدید درگ آیرودینامیکی، هواپیما به میزان قابل توجهی نیاز دارد. ذخیره قدرت موتوربرای غلبه بر منطقه فراصوت و رسیدن به صدای مافوق صوت واقعی.

افزایش شدید درگ آیرودینامیکی در ترانسونیک (بحران موج) به دلیل افزایش درگ موج. Сd - ضریب مقاومت.

به علاوه. به دلیل وقوع یک لحظه غواصی، مشکلاتی در کنترل زمین به وجود می آید. علاوه بر این، به دلیل بی نظمی و ناهمواری فرآیندهای مرتبط با ظهور مناطق مافوق صوت محلی با امواج ضربه ای، کنترل دشوار می شود. به عنوان مثال، در رول، به دلیل فرآیندهای مختلف در صفحات چپ و راست.

علاوه بر این، وقوع ارتعاشاتی وجود دارد که اغلب به دلیل تلاطم محلی بسیار قوی هستند.

به طور کلی مجموعه کاملی از لذت ها که به آن می گویند بحران موج. اما، حقیقت این است که همه آنها در هنگام استفاده از هواپیماهای معمولی مادون صوت (با مشخصات بال مستقیم ضخیم) برای دستیابی به سرعت های مافوق صوت اتفاق می افتند.

در ابتدا، زمانی که هنوز دانش کافی وجود نداشت و فرآیندهای رسیدن به مافوق صوت به طور جامع مورد مطالعه قرار نگرفت، این مجموعه تقریباً به طور مرگبار غیرقابل عبور تلقی می شد و نامیده می شد. سد صوتی(یا سد مافوق صوت، اگر شما می خواهید:-)).

هنگام تلاش برای غلبه بر سرعت صوت در هواپیماهای پیستونی معمولی، حوادث غم انگیز زیادی رخ داده است. لرزش شدید گاهی منجر به آسیب ساختاری می شد. هواپیماها توان کافی برای شتاب مورد نیاز را نداشتند. در پرواز افقی به دلیل اثری که ماهیت مشابهی دارد غیرممکن بود بحران موج.

بنابراین از شیرجه برای تسریع استفاده شد. اما به خوبی می توانست کشنده باشد. لحظه غواصی که در یک بحران موج ظاهر شد، شیرجه را طولانی کرد و گاهی اوقات هیچ راهی برای خروج از آن وجود نداشت. بالاخره برای بازگرداندن کنترل و از بین بردن بحران موج، کاهش سرعت ضروری بود. اما انجام این کار در شیرجه بسیار دشوار است (اگر غیرممکن نباشد).

کشیدن شیرجه از پرواز افقی یکی از دلایل اصلی فاجعه در اتحاد جماهیر شوروی در 27 می 1943 جنگنده آزمایشی معروف BI-1 با موتور موشک مایع در نظر گرفته می شود. تست هایی برای حداکثر سرعت پرواز انجام شد و طبق برآورد طراحان، سرعت به دست آمده بیش از 800 کیلومتر بر ساعت بود. پس از آن تاخیری در شیرجه رخ داد که هواپیما از آن خلاص نشد.

جنگنده آزمایشی BI-1.

در زمان ما بحران موجدر حال حاضر به خوبی مطالعه شده و غلبه کرده است سد صوتی(در صورت نیاز :-)) دشوار نیست. در هواپیماهایی که برای پرواز با سرعت نسبتاً بالا طراحی شده اند، راه حل ها و محدودیت های طراحی خاصی برای تسهیل عملیات پروازی آنها اعمال می شود.

همانطور که مشخص است، بحران موج از اعداد M نزدیک به یک شروع می شود. بنابراین، تقریباً تمام هواپیماهای جت مادون صوت (به ویژه هواپیماهای مسافربری) پرواز دارند محدودیت در تعداد M. معمولاً در منطقه 0.8-0.9M است. به خلبان دستور داده شده که این موضوع را تحت نظر داشته باشد. علاوه بر این، در بسیاری از هواپیماها، زمانی که به سطح حد مجاز رسیده است، پس از آن باید سرعت پرواز کاهش یابد.

تقریباً تمام هواپیماهایی که با سرعت حداقل 800 کیلومتر در ساعت و بالاتر پرواز می کنند بال جاروب شده(حداقل در امتداد لبه اصلی :-)). این به شما امکان می دهد شروع حمله را به تاخیر بیندازید بحران موجتا سرعت های مربوط به M=0.85-0.95.

بال جاروب شده اقدام اساسی

دلیل این تأثیر را می توان کاملاً ساده توضیح داد. روی بال مستقیم جریان هوابا سرعت V تقریباً در یک زاویه قائمه نزدیک می شود و در یک زاویه جاروب (زاویه جارویی χ) در یک زاویه لغزشی خاص β. سرعت V را می توان به صورت برداری به دو جریان تجزیه کرد: Vτ و Vn.

جریان Vτ بر توزیع فشار روی بال تأثیر نمی گذارد، اما جریان Vn تأثیری دارد که دقیقاً ویژگی های باربری بال را تعیین می کند. و به وضوح از نظر بزرگی از کل جریان V کوچکتر است. بنابراین، در یک بال جاروب شده، شروع یک بحران موج و افزایش مقاومت در برابر موجبه طور قابل توجهی دیرتر از یک بال مستقیم با همان سرعت جریان آزاد رخ می دهد.

جنگنده آزمایشی E-2A (سلف MIG-21). بال جاروب معمولی.

یکی از اصلاحات بال جاروب شده بال با نمایه فوق بحرانی(به او اشاره کرد). همچنین این امکان را فراهم می کند که شروع بحران موج به سرعت های بالاتر منتقل شود و علاوه بر آن افزایش کارایی که برای هواپیماهای مسافربری مهم است را ممکن می سازد.

SuperJet 100. بال جارو با مشخصات فوق بحرانی.

اگر هواپیما برای عبور در نظر گرفته شده باشد سد صوتی(گذراندن و بحران موجبیش از حد :-)) و پرواز مافوق صوت، معمولا همیشه در ویژگی های طراحی خاص متفاوت است. به طور خاص، معمولا دارد پروفیل بال نازک و برآمدگی با لبه های تیز(شامل الماس یا مثلثی) و شکل بال معین در پلان (مثلا مثلثی یا ذوزنقه ای با سرریز و غیره).

مافوق صوت MIG-21. دنبال کننده E-2A. یک بال دلتا معمولی.

MIG-25. نمونه ای از هواپیمای معمولی که برای پرواز مافوق صوت طراحی شده است. پروفیل های بال و دم نازک، لبه های تیز. بال ذوزنقه ای شکل. مشخصات

گذراندن ضرب المثل سد صوتی، یعنی چنین هواپیماهایی انتقال به سرعت مافوق صوت را انجام می دهند کارکرد پس سوز موتوربه دلیل افزایش مقاومت آیرودینامیکی و البته به منظور عبور سریع از منطقه بحران موج. و همان لحظه این انتقال اغلب به هیچ وجه احساس نمی شود (تکرار می کنم :-)) چه توسط خلبان (او ممکن است فقط کاهش سطح فشار صدا در کابین خلبان را تجربه کند) یا توسط یک ناظر خارجی، اگر البته او می توانست آن را مشاهده کند :-).

با این حال، در اینجا شایان ذکر است که یک تصور غلط دیگر در ارتباط با ناظران خارجی است. مطمئناً بسیاری عکس‌هایی از این دست را دیده‌اند، زیرنویس‌هایی که می‌گویند این همان لحظه‌ای است که هواپیما بر آن غلبه می‌کند. سد صوتیبه اصطلاح بصری.

اثر پراندتل-گلورت. شامل شکستن دیوار صوتی نیست.

اولا، ما قبلاً می دانیم که هیچ مانع صوتی وجود ندارد و انتقال به مافوق صوت خود با هیچ چیز خارق العاده ای (از جمله انفجار یا انفجار) همراه نیست.

دوما. آنچه در عکس دیدیم به اصطلاح است اثر پراندتل-گلورت. قبلاً در مورد او نوشته ام. این به هیچ وجه مستقیماً با انتقال به مافوق صوت ارتباط ندارد. فقط این است که در سرعت های بالا (به هر حال مافوق صوت :-))، هواپیما، با حرکت دادن یک توده هوا در مقابل خود، مقدار مشخصی هوا را پشت سر ایجاد می کند. منطقه نادر. بلافاصله پس از پرواز، این منطقه شروع به پر شدن از هوای فضای طبیعی اطراف می کند. افزایش حجم و کاهش شدید دما.

اگر رطوبت هواکافی است و دما به زیر نقطه شبنم هوای اطراف می‌رسد تراکم رطوبتاز بخار آب به شکل مه که می بینیم. به محض بازگرداندن شرایط به سطوح اولیه، این مه بلافاصله ناپدید می شود. کل این فرآیند بسیار کوتاه مدت است.

این فرآیند در سرعت‌های فرا صوتی بالا می‌تواند توسط محلی تسهیل شود امواج ضربه ایمن، گاهی اوقات کمک می کنم تا چیزی شبیه یک مخروط ملایم در اطراف هواپیما تشکیل شود.

سرعت های بالا به نفع این پدیده است، با این حال، اگر رطوبت هوا کافی باشد، می تواند در سرعت های نسبتاً پایین رخ دهد (و می شود). مثلاً بالای سطح مخازن. اتفاقا اکثرا عکس های زیبااین ماهیت در یک ناو هواپیمابر، یعنی در هوای نسبتاً مرطوب ساخته شد.

اینجوری کار میکند. البته فیلم جالب است، تماشایی تماشایی است :-)، اما این اصلاً آن چیزی نیست که اغلب به آن گفته می شود. اصلاً ربطی به آن ندارد (و سد مافوق صوتیکسان:-)). و این خوب است، به نظر من، وگرنه ناظرانی که این نوع عکس و فیلم می گیرند ممکن است خوشحال نباشند. موج شوک، میدونی:-)…

در پایان، یک ویدیو وجود دارد (من قبلاً از آن استفاده کرده ام) که نویسندگان آن اثر یک موج ضربه ای از هواپیمایی که در ارتفاع کم با سرعت مافوق صوت پرواز می کند را نشان می دهد. البته در آنجا اغراق خاصی وجود دارد :-)، اما اصل کلیقابل درک و باز هم تاثیرگذار :-)…

برای امروز کافی است. ممنون که مقاله را تا آخر خواندید :-). تا دفعه بعد...

عکس ها قابل کلیک هستند