مانع صدا

مانع صدا

پدیده ای که در پرواز هواپیما یا موشک در لحظه انتقال از سرعت پرواز زیر صوت به مافوق صوت در جو رخ می دهد. هنگامی که سرعت هواپیما به سرعت صدا (1200 کیلومتر در ساعت) در هوا نزدیک می شود ، یک منطقه نازک در مقابل آن ظاهر می شود ، که در آن فشار و تراکم محیط هوا افزایش زیادی دارد. به این تراکم هوا در مقابل هواپیما در حال پرواز ، موج ضربه گفته می شود. روی زمین ، عبور یک موج شوک به صورت یک پاپ ، شبیه صدای شلیک درک می شود. بیش از حد ، هواپیما از این منطقه با افزایش چگالی هوا عبور می کند ، مثل اینکه آن را سوراخ کند - بر سد صدا غلبه می کند. برای مدت طولانی به نظر می رسید که غلبه بر مانع صوتی یک مشکل جدی در توسعه هواپیمایی است. برای حل آن ، لازم بود مشخصات و شکل بال هواپیما تغییر یابد (نازک تر شد و جارو شد) ، قسمت جلوی بدنه بیشتر برجسته شد و هواپیماها با موتورهای جت تأمین شد. برای اولین بار ، در سال 1947 توسط Ch. Yeager با هواپیمای X-1 (ایالات متحده آمریکا) با موتور موشکی سوخت مایع که از هواپیمای B-29 پرتاب شده بود ، از سرعت صدا فراتر رفت. در روسیه ، OV Sokolovsky اولین نفری بود که در سال 1948 با یک هواپیمای آزمایشی La-176 با موتور توربوجت از سد صدا عبور کرد.

دائرlopالمعارف "فنون". - م.: رزمن. 2006 .

مانع صدا

افزایش شدید مقاومت آیرودینامیکی هواپیما در Mach ، شماره پروازهای M (∞) کمی بیشتر از تعداد بحرانی M * است. دلیل این است که در اعداد M (∞)\u003e M * اتفاق می افتد ، همراه با ظاهر مقاومت موج. ضریب کشش موج هواپیما با افزایش تعداد M خیلی سریع افزایش می یابد و از M (∞) \u003d M * شروع می شود.
در دسترس بودن Z. b. دستیابی به سرعت پرواز برابر با سرعت صدا و انتقال متعاقب آن به پرواز مافوق صوت را دشوار می کند. برای این امر ، ایجاد هواپیماهایی با بالهای نازک جابجایی که باعث کاهش قابل توجه مقاومت و موتورهای جت می شود ، ضروری به نظر می رسد که در آنها رانش با افزایش سرعت افزایش می یابد.
در اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی ، سرعتی برابر با سرعت صوت برای اولین بار در هواپیمای La-176 در سال 1948 حاصل شد.

هوانوردی: دائرlopالمعارفی. - م.: دائرlopالمعارف بزرگ روسی. سردبیر اصلی G.P. سویشچف. 1994 .

ببینید که "مانع صوتی" در دیکشنری های دیگر چیست:

مانع صوتی در آیرودینامیک نام تعدادی از پدیده های همراه حرکت هواپیما (به عنوان مثال ، یک هواپیمای مافوق صوت ، یک موشک) در سرعت های نزدیک به یا بیش از سرعت صدا است. مطالب 1 شوک ویو ، ... ... ویکی پدیا

SOUND BARRIER ، دلیل افزایش مشکلات هواپیمایی هنگام افزایش سرعت پرواز بیش از سرعت صدا (SUPERSONIC SPEED). با نزدیک شدن به سرعت صدا ، هواپیما یک افزایش غیرمنتظره در کشیدن و از دست دادن بالابر آیرودینامیکی را تجربه می کند ... ... فرهنگ نامه دائرlopالمعارف علمی و فنی

مانع صدا - garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: زبان انگلیسی. سد صوتی مانع صدا vok. Schallbarriere ، f ؛ شالماور ، روس مانع صدا ، مسخره barrière sonique، f؛ frontière sonique، f؛ mur de son، m ... Fizikos terminų žodynas

مانع صدا - garso barjeras statusas T sritis Energetika apibrėžtis Staigus aerodinaminio pasipriešinimo padidėjimas ، kai orlaivio greitis tampa garso greičiu (viršijama kritinė Macho skaičiaus vertė). Aiškinamas bangų krize dėl staiga padidėjusio ... ... Aiškinamasis šiluminės ir branduolin's technikos terminų žodynas

افزایش سریع کشش آیرودینامیکی هنگام نزدیک شدن سرعت پرواز هواپیما به سرعت صدا (بیش از مقدار ماخ مهم شماره پرواز). این مسئله با یک بحران موج همراه با افزایش مقاومت در برابر موج توضیح داده می شود. غلبه بر 3. ... ... فرهنگ نامه پلی تکنیک دائرlopالمعارف بزرگ

مانع صدا - افزایش شدید مقاومت هوا در برابر حرکت هواپیما در. نزدیک شدن به سرعتهای نزدیک به سرعت انتشار صدا. غلبه بر 3. ب. به دلیل بهبود فرمهای آیرودینامیکی هواپیما و استفاده از قدرتمند ... ... امکان پذیر شد فرهنگ اصطلاحات نظامی

مانع صدا - مانع صوتی - افزایش شدید مقاومت هواپیمای آیرودینامیکی در شماره پرواز ماخ M∞ ، کمی بیشتر از عدد بحرانی M *. دلیل این امر این است که برای اعداد M∞\u003e دائرالمعارف "هواپیمایی"

مانع صدا - مانع صوتی - افزایش شدید مقاومت هواپیمای آیرودینامیکی در شماره پرواز ماخ M∞ ، کمی بیشتر از عدد بحرانی M *. دلیل این امر این است که برای اعداد M∞\u003e M * بحران موجی رخ می دهد ، ... ... دائرالمعارف "هواپیمایی"

- (پاسگاه بارری فرانسه). 1) دروازه در قلعه ها. 2) در میادین و سیرک ها ، یک حصار ، یک چوب ، یک تیر که یک اسب از طریق آن می پرد. 3) نشانه ای که مبارزان در یک دوئل به آن می رسند. 4) نرده ، شبکه. فرهنگ لغات خارجی موجود در ... ... فرهنگ لغات کلمات خارجی زبان روسی

موانع ، آه ، شوهر. 1. مانع (نوعی دیوار ، تیرآهن) ، قرار گرفته در مسیر (هنگام مسابقه ، دویدن). ب را \u200b\u200bبگیرید (از آن عبور کنید). 2. نرده ، شمشیربازی. B. جعبه ، بالکن. 3. انتقال. انسداد ، مانعی که n. رودخانه طبیعی ب. برای ... ... فرهنگ توضیحی Ozhegov

کتابها

• وگاس: یک داستان واقعی (دی وی دی) ، نادری امیر. برخی افراد در عجیب ترین مکان ها به دنبال "رویای آمریکایی" می گردند ... زمانی ادی پارکر و همسرش تریسی قماربازان مشتاق بودند ، جای تعجب نیست: آنها در لاس وگاس زندگی می کنند ، جایی که همه در آن بازی می کنند ...

چاک یگر ، خلبان آمریکایی ، اولین کسی بود که توانست بر سرعت مافوق صوت غلبه کند. این رکورد در تاریخ 14/10/1957 بر روی Bell X-1 ثبت شد که هواپیمای Bell Aircraft به طور خاص برای این منظور در اوایل سال 1946 طراحی کرد. این هواپیما به دستور ارتش ساخته شده است ، اما هیچ ارتباطی با انجام درگیری ها نداشته است. ماشین به معنای واقعی کلمه مملو از تجهیزات تحقیقاتی بود. از نظر خارجی ، Bell X-1 شبیه مدرن بود موشک کروز.

خلبان آزمایشی چاک یگر

خلبان در سال 1923 در 13 فوریه. پس از اتمام مدرسه ، مرد جوان بلافاصله وارد مدرسه پرواز شد و پس از آن مجبور شد در اروپا بجنگد. در همان ابتدای کار پرواز ، خلبان موفق شد مسرسمیت -109 را سرنگون کند ، اما بعداً خودش در آسمان فرانسه شکست خورد و مجبور شد با چتر نجات بپرد.

خلبان توسط پارتیزان ها انتخاب شد ، اما ضد جاسوسی او را از پرواز دور کرد. با عصبانیت ، چاک از آیزنهاور که فرماندهی نیروهای متحد را بر عهده داشت ، پذیرایی کرد. او مرد جوان را باور کرد و ، همانطور که مشخص شد ، بیهوده نیست: خلبان جسور موفق شد تا پایان جنگ 13 هواپیمای دیگر را سرنگون کند.

یجر با سابقه ، مشخصات ، جوایز و درجه کاپیتانی عالی به خانه بازگشت. این امر منجر به ثبت نام خلبان در یک تیم آزمایشی ویژه شد ، که در آن زمان با دقت بیشتری نسبت به فضانوردان انتخاب می شدند. هواپیمای چاک ، به احترام همسرش ، "گلین های فریبنده" شد. هواپیما مجهز به یک موتور جت بود و از یک بمب افکن B-52 پرتاب شد.

خلبان روی یک ماشین بالدار ، بیش از یک بار رکورد سرعت را ثبت کرد: در پایان سال 1947 ، او ابتدا رکورد ارتفاع قبلی (21372 متر) را شکست و در سال 1953 موفق شد سرعت دستگاه را تقریباً به 2800 کیلومتر در ساعت یا 2.5 متر برساند (سرعت صدا با "نوسان" اندازه گیری می شود) ، به نام مهندس فیلسوف آلمانی ؛ 1 متر تقریباً برابر با 1200 کیلومتر در ساعت است). یگر در سال 1975 با شرکت در جنگ ویتنام و نبردها در کره به عنوان سرتیپ بازنشسته شد.

اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی نمی توانست از تلاش برای غلبه بر مانع صوتی دور بماند. همزمان چندین دفتر طراحی (لاووچکین ، یاکوولف ، میکوئیان) در تهیه هواپیما شرکت کردند ، هواپیمایی که قرار بود سریعتر از صدا پرواز کند. چنین افتخاری به هواپیمای La-176 ، از طرف "شرکت" لاووچکین افتاد. ماشین برای پروازها در سال 1948 یعنی دسامبر آماده بود. و در تاریخ 26 ، سرهنگ فئودوروف از سد بدنام عبور کرد و در یک شیرجه سرعت گرفت. بعداً ، خلبان عنوان قهرمان اتحاد جماهیر شوروی را دریافت کرد.

با شنیدن عبارت "مانع صدا" چه تصور می کنیم؟ یک حد مشخص و که می تواند به طور جدی بر شنوایی و بهزیستی تأثیر بگذارد. معمولاً مانع صوتی مربوط به تسخیر حریم هوایی و

غلبه بر این مانع می تواند توسعه بیماری های مزمن ، سندرم درد و واکنش های آلرژیک را تحریک کند. آیا این دیدگاه ها صحیح است یا کلیشه های تثبیت شده ای است؟ آیا واقعی هستند؟ مانع صوتی چیست؟ چگونه و چرا بوجود می آید؟ همه اینها و برخی از تفاوت های ظریف اضافی و همچنین حقایق تاریخی مرتبط با این مفهوم ، سعی خواهیم کرد در این مقاله بدانیم.

این علم مرموز آیرودینامیک است

در علم آیرودینامیک ، برای توضیح پدیده های همراه حرکت طراحی شده است
هواپیما ، مفهوم "مانع صدا" وجود دارد. این یک سری پدیده ها است که هنگامی رخ می دهد که هواپیماهای مافوق صوت یا راکت ها با سرعتی نزدیک به سرعت صدا یا بیشتر حرکت می کنند.

موج شوک چیست؟

در روند جریان مافوق صوت در اطراف خودرو ، موج ضربه ای در تونل باد ایجاد می شود. آثار آن حتی با چشم غیر مسلح نیز دیده می شود. روی زمین ، آنها با یک خط زرد نشان داده شده اند. در خارج از مخروط موج ضربه ، در مقابل خط زرد ، هواپیما حتی روی زمین شنیده نمی شود. با سرعتی بیشتر از سرعت صدا ، اجسام در معرض جریان صوتی قرار می گیرند که موج ضربه ای را به دنبال دارد. بسته به فرم بدن ، ممکن است او تنها نباشد.

تحول موج شوک

جبهه شوک ، که گاهی اوقات آن را موج ضربه می نامند ، دارای ضخامت نسبتاً کمی است که با این وجود ردیابی تغییرات ناگهانی در خصوصیات جریان ، کاهش سرعت آن نسبت به بدنه و افزایش متناظر فشار و دمای گاز در جریان را امکان پذیر می سازد. در این حالت ، انرژی جنبشی تا حدی به انرژی درونی گاز تبدیل می شود. مقدار این تغییرات مستقیماً به سرعت جریان مافوق صوت بستگی دارد. وقتی موج ضربه از دستگاه دور می شود ، افت فشار کاهش می یابد و موج ضربه به صدا تبدیل می شود. او می تواند به یک ناظر بیرونی برسد که صدای مشخصی شبیه انفجار می شنود. اعتقاد بر این است که وقتی هواپیما سد صدا را پشت سر بگذارد ، این وسیله به سرعت صوت رسیده است.

واقعاً چه خبر است؟

به اصطلاح لحظه شکستن مانع صوتی در عمل عبور یک موج شوک با افزایش صدای موتورهای هواپیما است. در حال حاضر دستگاه از صدای همراه جلوتر است ، بنابراین پس از آن صدای زنگ موتور شنیده می شود. نزدیک شدن به سرعت به سرعت صدا در طول جنگ جهانی دوم امکان پذیر شد ، اما در همان زمان ، خلبانان علائم نگران کننده ای را در عملکرد هواپیما مشاهده کردند.

پس از پایان جنگ ، بسیاری از طراحان و خلبانان هواپیما به دنبال دستیابی به سرعت صدا و عبور از سد صوتی بودند ، اما بسیاری از این تلاش ها به طرز غم انگیزی پایان یافت. دانشمندان بدبین اظهار داشتند که نمی توان از این حد عبور کرد. به هیچ وجه تجربی ، بلکه علمی امکان توضیح ماهیت مفهوم "مانع صدا" و یافتن راه هایی برای غلبه بر آن وجود نداشت.

پروازهای ایمن با سرعت ماوراonic صوت و مافوق صوت هنگام جلوگیری از بحران موجی امکان پذیر است که وقوع آن به پارامترهای آیرودینامیکی هواپیما و ارتفاع پرواز انجام شده بستگی دارد. انتقال از یک سطح سرعت به دیگری باید در اسرع وقت با استفاده از پس سوز انجام شود ، که به شما کمک می کند تا از پرواز طولانی در منطقه بحران موج جلوگیری کنید. بحران موج به عنوان یک مفهوم ناشی از حمل و نقل آب است. این در لحظه حرکت کشتی ها با سرعتی نزدیک به سرعت امواج در سطح آب بوجود آمد. قرار گرفتن در بحران موج ، مشکل در افزایش سرعت را در پی دارد و اگر غلبه بر بحران موج به ساده ترین شکل ممکن است ، می توانید به حالت برنامه ریزی یا کشویی روی سطح آب بروید.

تاریخچه در کنترل هواپیما

اولین شخصی که در هواپیمای آزمایشی به سرعت پرواز مافوق صوت می رسد ، خلبان آمریکایی چاک یگر است. دستاورد وی در تاریخ 14 اکتبر 1947 در تاریخ ثبت شده است. در قلمرو اتحاد جماهیر شوروی شوروی ، مانع صوتی در 26 دسامبر سال 1948 توسط سوکولوفسکی و فدوروف ، که با یک جنگنده باتجربه پرواز می کردند ، برطرف شد.

از بین غیرنظامیان ، هواپیمای مسافربری داگلاس DC-8 سد صوتی را شکست که در 21 آگوست 1961 به سرعت 1.012 مگابایت یا 1262 کیلومتر در ساعت رسید. هدف این پرواز جمع آوری داده ها برای طراحی بال بود. در میان این هواپیماها ، رکورد جهانی توسط یک موشک هوا به زمین ابر هوایی هوابالیست ثبت شده است که در خدمت ارتش روسیه است. در ارتفاع 31.2 کیلومتری ، موشک سرعت 6389 کیلومتر در ساعت را توسعه داد.

50 سال پس از شکستن سد صوتی در هوا ، اندی گرین انگلیسی ، دستاورد مشابهی را در اتومبیل رقم زد. در سقوط آزاد ، جو كیتینگر آمریكایی تلاش كرد تا ركورد را بشكند كه ارتفاع 31.5 كیلومتری را فتح كرد. امروز ، در 14 اکتبر 2012 ، فلیکس باومگارتنر ، بدون کمک به حمل و نقل ، در سقوط آزاد از ارتفاع 39 کیلومتری ، رکورد جهانی را شکست و مانع صوتی را شکست. همزمان سرعت آن به 1342.8 کیلومتر در ساعت می رسید.

غیرمعمول ترین شکستن سد صوتی

فکر کردن عجیب است ، اما اولین اختراع در جهان برای غلبه بر این حد یک شلاق معمولی بود که تقریباً 7 هزار سال پیش توسط چینیان باستان اختراع شد. تقریباً تا زمان اختراع عکاسی فوری در سال 1927 ، هیچ کس مشکوک نبود که تلنگر شلاق یک رونق صوتی مینیاتوری باشد. یک نوسان تیز یک حلقه را تشکیل می دهد ، و سرعت به شدت افزایش می یابد ، که با یک کلیک تأیید می شود. سد صوتی با سرعت حدود 1200 کیلومتر در ساعت برطرف می شود.

پر سر و صدا ترین رمز و راز شهر

بیهوده نیست که ساکنان شهرهای کوچک با دیدن پایتخت برای اولین بار شوکه می شوند. حمل و نقل فراوان ، صدها رستوران و مراکز تفریحی گیج کننده و ناراحت کننده است. آغاز بهار در پایتخت معمولاً تاریخ آوریل است و یک مارس کولاک شورشی نیست. در آوریل آسمانی صاف است ، جریان ها جریان دارند و جوانه ها شکوفا می شوند. افرادی که از زمستان طولانی خسته شده اند پنجره های خود را کاملاً به روی خورشید باز می کنند و صدای خیابان به خانه هایشان می ریزد. در خیابان ، پرندگان ناشنوا جیرجیرک می کنند ، هنرمندان آواز می خوانند ، دانشجویان بامزه شعر می خوانند ، بدون ذکر سر و صدا در ترافیک و مترو. کارمندان بخشهای بهداشت توجه دارند که مدت طولانی بودن در یک شهر پر سر و صدا ناسالم است. زمینه صوتی پایتخت شامل حمل و نقل ،
سر و صدای هواپیمایی ، صنعتی و خانگی. مضرترین آن فقط سر و صدای اتومبیل است ، زیرا هواپیماها به اندازه کافی بلند پرواز می کنند و صدای شرکتها در ساختمانهای آنها حل می شود. ازدحام مداوم اتومبیل ها در بزرگراه های مخصوصاً شلوغ تمام استانداردهای مجاز را دو برابر می کند. چگونه از سد صوتی در پایتخت عبور می شود؟ مسکو با وجود صداهای فراوان خطرناک است ، بنابراین ساکنان پایتخت برای خفه کردن صدا پنجره های دو جداره نصب می کنند.

طوفان سد صوتی چگونه انجام می شود؟

تا سال 1947 ، هیچ اطلاعات واقعی در مورد سلامتی یک فرد در کابین خلبان هواپیمایی که سریعتر از صدا پرواز می کند وجود نداشت. همانطور که مشخص شد ، شکستن دیوار صوتی به مقدار مشخصی از قدرت و شجاعت نیاز دارد. در حین پرواز مشخص می شود که هیچ تضمینی برای زنده ماندن وجود ندارد. حتی یک خلبان حرفه ای هم نمی تواند به طور قطعی بگوید که آیا ساختار هواپیما در مقابل حمله عناصر مقاومت می کند یا خیر. در عرض چند دقیقه ، هواپیما می تواند به راحتی از هم بپاشد. چطور می شود این را توضیح داد؟ لازم به ذکر است که حرکت با سرعت زیر صوت امواج صوتی ایجاد می کند که مانند دایره از سنگ در حال سقوط پخش می شود. سرعت مافوق صوت امواج شوک را تحریک می کند و شخصی که روی زمین ایستاده است صدایی شبیه انفجار می شنود. بدون رایانه های قدرتمند ، حل کامپیوترهای پیچیده دشوار بود و باید به مدل های دمنده در تونل های باد اعتماد می کرد. گاهی اوقات ، با شتاب ناکافی هواپیما ، موج ضربه به چنان نیرویی می رسد که پنجره ها از خانه هایی که هواپیما بر روی آنها پرواز می کند به بیرون پرواز می کنند. هرکسی قادر به غلبه بر سد صوتی نخواهد بود ، زیرا در این لحظه کل ساختار در حال لرزش است ، سوار شدن دستگاه می تواند آسیب قابل توجهی ببیند. به همین دلیل سلامت و ثبات عاطفی برای خلبانان بسیار مهم است. اگر پرواز روان باشد و مانع صوتی هرچه سریعتر برطرف شود ، نه خلبان و نه مسافران احتمالی احساسات ناخوشایندی خاص را احساس نخواهند کرد. یک هواپیمای تحقیقاتی مخصوصاً برای تسخیر مانع صوتی در ژانویه 1946 ساخته شد. ایجاد این ماشین با دستور وزارت دفاع آغاز شد ، اما به جای سلاح ، با تجهیزات علمی پر شده بود که نحوه عملکرد مکانیسم ها و دستگاه ها را کنترل می کرد. این هواپیما مانند یک موشک کروز مدرن با موتور راکت یکپارچه بود. این هواپیما با حداکثر سرعت 2736 کیلومتر بر ساعت از سد صوتی عبور کرد.

بناهای یادبود کلامی و مادی برای تسخیر سرعت صدا

پیشرفت در شکستن سد صوتی امروزه نیز بسیار مورد توجه است. بنابراین ، هواپیمایی که چاک یگر برای اولین بار بر آن غلبه کرد ، اکنون در موزه ملی هوانوردی و فضانوردی واقع شده است که در واشنگتن واقع شده است. اما پارامترهای فنی این اختراع انسانی بدون لیاقت شخص خلبان ارزش کمی خواهد داشت. چاک یگر مدرسه پرواز را گذراند و در اروپا جنگید و پس از آن به انگلیس بازگشت. تعلیق ناعادلانه پروازها روحیه یگر را شکست و وی به استقبال فرمانده کل ارتش اروپا رسید. در سالهای باقی مانده تا پایان جنگ ، یگر در 64 سورتی پرواز شرکت کرد و طی آن 13 هواپیما را سرنگون کرد. چاک یگر با درجه کاپیتانی به میهن بازگشت. ویژگی او بیانگر شهود خارق العاده ، خونسردی باورنکردنی و استقامت در شرایط بحرانی است. بیش از یک بار ، یجر در هواپیمای خود رکورد زده است. شغل بعدی وی در نیروی هوایی بود و در آنجا آموزش خلبانی را انجام داد. چاک یگر آخرین بار در 74 سالگی مانع صوتی را شکست ، که در پنجاهمین سالگرد تاریخ پرواز خود و سال 1997 سقوط کرد.

وظایف پیچیده طراحان هواپیما

هواپیمای مشهور جهان MiG-15 در لحظه ای شروع شد که توسعه دهندگان متوجه شدند غیرممکن است تنها به غلبه بر سد صوتی اعتماد کرد اما پیچیده است وظایف فنی... در نتیجه ، یک ماشین به قدری موفق ساخته شد که تغییرات آن در سرویس قرار گرفت. کشورهای مختلف... چندین دفاتر طراحی مختلف وارد یک نوع رقابت شدند ، جایزه ای که در آن موفق به ثبت اختراع موفق ترین و کاربردی ترین هواپیما شده بود. هواپیماهای بال جاروبرقی ساخته شدند که انقلابی در طراحی آنها بود. دستگاه ایده آل قدرتمند ، سریع و فوق العاده مقاوم در برابر هرگونه آسیب خارجی است. بال های جاروب شده هواپیما به عنصری تبدیل شد که به آنها کمک می کند سرعت صدا را سه برابر کنند. سپس به رشد خود ادامه داد ، که با افزایش قدرت موتور ، استفاده از مواد ابتکاری و بهینه سازی پارامترهای آیرودینامیکی توضیح داده شد. عبور از سد صوتی حتی برای افراد غیرحرفه ای امکان پذیر و واقعی شده است ، اما به همین دلیل از خطر کمتری برخوردار نیست ، بنابراین هر فرد افراطی باید قبل از تصمیم گیری در مورد چنین آزمایشی ، قدرت خود را معقولانه ارزیابی کند.

آیا هنگام پرواز یک هواپیمای جت بر فراز سر ، صدای بلندی مانند انفجار شنیده اید؟ این صدا هنگامی تولید می شود که هواپیما سد صوتی را بشکند. مانع صوتی چیست و چرا هواپیما چنین صدایی می دهد؟

همانطور که می دانید صدا با سرعت مشخصی حرکت می کند. سرعت بستگی به ارتفاع دارد. در سطح دریا ، سرعت صدا تقریباً 1220 کیلومتر در ساعت و در 11000 متر ، 1060 کیلومتر در ساعت است. وقتی هواپیما با سرعتی نزدیک به سرعت صدا در حال پرواز است ، تحت فشارهای خاصی قرار می گیرد. هنگامی که با سرعت نرمال (زیر صوت) پرواز می کند ، قسمت جلوی هواپیما موج فشار را در مقابل خود هدایت می کند. این موج با سرعت صدا حرکت می کند.

موج فشار در اثر تجمع ذرات هوا با پیشرفت هواپیما ایجاد می شود. هنگامی که هواپیما با سرعت زیر صوت پرواز می کند ، موج سریعتر از هواپیما حرکت می کند. در نتیجه ، معلوم می شود که هوا از سطح سطوح بال هواپیما بلامانع عبور می کند.

حال بیایید به هواپیمایی نگاه کنیم که با سرعت صدا پرواز می کند. هیچ موج فشار در مقابل هواپیما ظاهر نمی شود. آنچه در عوض اتفاق می افتد این است که یک موج فشار در مقابل بال تشکیل می شود (از آنجا که هواپیما و موج فشار با همان سرعت حرکت می کنند).

اکنون موجی شوک ایجاد می شود که باعث ایجاد بارهای سنگین در بال هواپیما می شود. عبارت "مانع صوتی" به قبل از پرواز هواپیماها با سرعت صدا برمی گردد - و تصور بر این بود که تنش هایی را که هواپیما در آن سرعت تجربه می کند توصیف می کند. این "مانع" در نظر گرفته شد.

اما سرعت صدا اصلا مانعی ندارد! مهندسان و طراحان هواپیما بر چالش بارهای جدید غلبه کرده اند. تنها چیزی که از دیدگاه های قدیمی باقی مانده این است که وقتی هواپیما با سرعت مافوق صوت در حال پرواز است ، شوک ناشی از موج شوک است.

اصطلاح "مانع صوتی" نادرست شرایطی را توصیف می کند که هنگام حرکت هواپیما با سرعت مشخص رخ می دهد. می توان فرض کرد که وقتی هواپیما به سرعت صوت می رسد ، چیزی شبیه به "مانع" ظاهر می شود - اما هیچ اتفاقی نمی افتد!

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

این موج با سرعت صدا جلوتر از هواپیما حرکت می کند. و سرعت آن از سرعت هواپیما بیشتر است ، همانطور که قبلاً گفتیم ، با سرعت کم پرواز می کند. این موج در حال حرکت در مقابل هواپیما ، جریان های هوا را مجبور می کند تا در اطراف صفحه هواپیما جریان داشته باشند.

حال تصور کنید که هواپیما با سرعت صدا در حال پرواز است. امواج فشرده سازی قبل از هواپیما تشکیل نمی شوند ، زیرا سرعت هواپیماها و امواج هر دو یکسان است. بنابراین ، موج در مقابل بالها تشکیل می شود.

در نتیجه ، یک موج ضربه ایجاد می شود ، که باعث ایجاد بارهای زیادی در بال هواپیما می شود. پیش از آنکه هواپیماها به سد صوتی برسند و از آن عبور کنند ، اعتقاد بر این بود که چنین امواج شوک و اضافه بار نوعی مانع برای هواپیما ایجاد می کند - "سد صوتی". با این حال ، هیچ مانع صوتی وجود نداشت ، زیرا مهندسان هوانوردی طراحی هواپیمای ویژه ای را برای این کار ایجاد کردند.

ضمناً ، "شوک" شدیدی که هنگام عبور هواپیما از "مانع صوتی" می شنویم ، موج ضربه ای است که قبلاً در مورد آن صحبت کردیم - در همان سرعت هواپیما و موج فشرده سازی.

از سد صدا عبور کرد :-) ...

قبل از شروع صحبت در مورد موضوع ، بیایید در مورد صحت مفاهیم (آنچه من دوست دارم :-)) کمی شفاف سازی کنیم. اکنون دو اصطلاح کاملاً کاربرد دارند: مانع صدا و مانع مافوق صوت... به نظر مشابه می رسند اما یکسان نیستند. با این حال ، ایجاد یک سختگیری خاص منطقی نیست: در واقع ، آنها یکسان و یکسان هستند. تعریف مانع صوتی اغلب توسط افراد با دانش و نزدیک به هواپیمایی استفاده می شود. و تعریف دوم معمولاً هر کس دیگری است.

من فکر می کنم از نظر فیزیک (و زبان روسی :-)) گفتن سد صحیح تر است. در اینجا یک منطق ساده است. به هر حال ، مفهوم سرعت صدا وجود دارد ، اما ، به عبارت دقیق ، هیچ مفهوم ثابتی از سرعت مافوق صوت وجود ندارد. کمی جلوتر از خودم فرار می کنم ، می گویم وقتی هواپیمایی با مافوق صوت پرواز می کند ، از این سد گذشته است و وقتی از آن عبور می کند (غلبه می کند) ، یک مقدار آستانه خاص برابر با سرعت صدا (نه مافوق صوت) عبور می کند.

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 عجیب و غریب و جذاب تر به نظر می رسد. و در یک پرواز مافوق صوت ، عجیب و غریب مطمئناً وجود دارد و طبیعتاً بسیاری را به خود جذب می کند. با این حال ، همه مردم کلمات " مانع مافوق صوت"آنها واقعاً می فهمند که چیست. بیش از یک بار به این اطمینان پیدا کردم ، به انجمن ها نگاه می کردم ، مقاله می خواندم ، حتی تلویزیون تماشا می کردم.

این سوال در واقع از نظر فیزیک کاملاً پیچیده است. اما ما البته از پیچیدگی بالا نخواهیم رفت. بیایید فقط سعی کنیم ، طبق معمول ، با استفاده از اصل "توضیح آیرودینامیک روی انگشتان" وضعیت را روشن کنیم :-).

بنابراین ، به سد (صدا :-))! ... یک هواپیما در حال پرواز ، با محیطی الاستیک مانند هوا عمل می کند ، به یک منبع قدرتمند امواج صوتی تبدیل می شود. فکر می کنم همه می دانند امواج صوتی هوا چیست :-).

امواج صوتی (چنگال تنظیم).

این یک تناوب از مناطق فشرده سازی و فرورفتگی است که در جهات مختلف از منبع صدا پخش می شود. تقریباً مانند دایره هایی روی آب است که آنها نیز فقط موج هستند (اما صدایی ندارند :-)). این نواحی که بر روی گوش گوش عمل می کنند ، به ما امکان می دهد همه صداهای این جهان را از زمزمه های انسان گرفته تا غرش موتورهای جت بشنویم.

نمونه ای از امواج صوتی.

نقاط انتشار امواج صوتی می تواند قسمتهای مختلف هواپیما باشد. به عنوان مثال ، یک موتور (صدای آن برای همه شناخته شده است :-)) ، یا قسمت هایی از بدن (به عنوان مثال بینی) ، که با فشرده سازی هوای جلوی آنها هنگام حرکت ، نوع خاصی از فشار (فشرده سازی) را ایجاد می کند که به جلو حرکت می کند.

همه این امواج صوتی با سرعت صوتی که از قبل می شناسیم 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 پرواز می کند.

من یک رزرو می کنم ، اگر این هواپیما خیلی بلند پرواز نکند ، این درست است. بالاخره سرعت صدا سرعت نور نیست :-). بزرگی آن چندان زیاد نیست و امواج صوتی برای رسیدن به شنونده به زمان نیاز دارند. بنابراین ، ترتیب نمایش صدا برای شنونده و هواپیما ، در صورت پرواز در ارتفاع زیاد ، می تواند تغییر کند.

و از آنجا که صدا خیلی سریع نیست ، پس هواپیما با افزایش سرعت خود شروع به رسیدن به امواج ساطع شده توسط آن می کند. یعنی اگر او بی حرکت بود ، آنگاه امواج از شکل وی جدا می شوند دایره های متحدالمرکزمانند دایره های روی آب از سنگ پرتاب شده و از آنجا که هواپیما در حال حرکت است ، در بخش این دایره ها مربوط به جهت پرواز ، مرزهای امواج (جبهه های آنها) شروع به نزدیک شدن می کنند.

حرکت بدن زیر صوتی.

بر این اساس ، فاصله بین هواپیما (دماغه آن) و جلوی موج اول (سر) (یعنی این منطقه ای است که در آن تا حدی کاهش می یابد ، جریان پیش رو هنگام ملاقات با دماغه هواپیما (بال ، واحد دم) و ، در نتیجه ، افزایش فشار و دما) شروع به کاهش می کند و هرچه سریعتر سرعت پرواز بالاتر می رود.

لحظه ای فرا می رسد که این شکاف عملاً از بین می رود (یا به حداقل می رسد) ، و به نوعی منطقه خاص تبدیل می شود که اصطلاحاً نامیده می شود موج شوک... این اتفاق زمانی می افتد که سرعت پرواز به سرعت صدا برسد ، یعنی هواپیما با همان سرعت امواج ساطع شده در حال حرکت است. در این حالت ، عدد Mach برابر با یک است (1 \u003d M).

حرکت صدا در بدن (1 \u003d M).

شوک تراکم، یک منطقه بسیار باریک از محیط است (حدود 10 تا 4 میلی متر) ، هنگام عبور از آن دیگر تغییر تدریجی ، اما یک تغییر شدید (ناگهانی) 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 ، در مورد همه اینها نیز می گویم. کاهش شدید سرعت جریان مافوق صوت غیرممکن است ، اما این کار باید انجام شود ، زیرا دیگر مانند سرعت های صوت متوسط \u200b\u200bصوتی دیگر امکان کاهش تدریجی سرعت جریان در مقابل دماغه هواپیما وجود ندارد. این هواپیما به طور تصادفی بر روی یک قسمت صوتی در جلوی دماغه هواپیما (یا انگشت یک بال) قرار می گیرد و با پرش باریکی خرد می شود و انرژی حرکتی زیادی را که دارد به آن منتقل می کند.

به هر حال ، می توان گفت و بالعکس ، هواپیما بخشی از انرژی خود را به تشکیل امواج شوک منتقل می کند تا جریان مافوق صوت را کند کند.

حرکت بدن مافوق صوت.

نام دیگری برای موج شوک وجود دارد. در حال حرکت با هواپیما در فضا ، در واقع ، این قسمت از تغییر شدید پارامترهای فوق محیط (به عنوان مثال جریان هوا) است. و این جوهر موج ضربه است.

شوک تراکم و یک موج شوک ، به طور کلی ، تعریف های برابر هستند ، اما در آیرودینامیک اولین مورد بیشتر استفاده می شود.

موج ضربه ای (یا موج ضربه ای) عملاً می تواند عمود بر جهت پرواز باشد ، در این حالت تقریباً به شکل دایره در فضا قرار می گیرند و خطوط مستقیم نامیده می شوند. این معمولاً در حالت های نزدیک به M \u003d 1 اتفاق می افتد.

حالت های حرکت بدن. ! - زیر صوت ، 2 - M \u003d 1 ، مافوق صوت ، 4 - موج شوک (موج شوک).

وقتی M\u003e 1 ، آنها از قبل در جهت پرواز قرار دارند. یعنی هواپیما در حال سبقت گرفتن از صدای خودش است. در این حالت ، آنها مورب نامیده می شوند و در فضا به شکل یک مخروط در می آیند ، که ، به هر حال ، مخروط ماخ نامیده می شود ، به نام نام دانشمندی که جریان های مافوق صوت را مطالعه کرده است (او آن را در یکی از موارد ذکر کرد).

مخروط ماخ

شکل این مخروط (به اصطلاح "هارمونی" آن) فقط به تعداد M بستگی دارد و با نسبت به آن مربوط می شود: M \u003d 1 / sin α ، جایی که α زاویه بین محور مخروط و مولد آن است. و سطح مخروطی جبهه های همه امواج صوتی را که منشأ آن هواپیما بود و "سبقت" گرفت و به سرعت مافوق صوت رسید ، لمس می کند.

بعلاوه امواج شوک همچنین ممکن است ضمیمه شدههنگامی که آنها با سطح جسمی که با سرعت مافوق صوت در حال حرکت است بپیوندند یا وقتی که دور شده اند ، در صورت عدم تماس با بدن.

انواع امواج شوک در جریان مافوق صوت در اطراف اجسام به اشکال مختلف.

پرشها معمولاً متصل می شوند اگر جریان مافوق صوت در اطراف هر سطح نوک تیز جریان داشته باشد. به عنوان مثال ، برای یک هواپیما ، این می تواند یک بینی نوک تیز ، LDPE یا یک لبه تیز ورودی هوا باشد. در همان زمان ، آنها می گویند "پرش نشسته است" ، به عنوان مثال ، روی بینی.

پرش به عقب می تواند هنگام جریان در اطراف سطوح گرد ، به عنوان مثال ، لبه گرد شده جلو از یک صفحه هوای ضخیم بال رخ دهد.

اجزای مختلف بدنه هواپیما در هنگام پرواز سیستم نسبتاً پیچیده ای از امواج شوک ایجاد می کند. با این حال ، شدیدترین آنها دو است. یک سر روی کمان و سر دیگر روی دم روی عناصر دم قرار دارد. در فاصله ای از هواپیما ، پرش های میانی یا با یک سر روبرو می شوند و با آن ادغام می شوند ، یا یک دم از آنها سبقت می گیرد.

در هنگام دمیدن در تونل باد ، تراکم روی هواپیمای مدل می پرد (2 \u003d M).

در نتیجه ، دو پرش وجود دارد که به طور کلی ، توسط ناظر زمینی به دلیل کوچک بودن هواپیما در مقایسه با ارتفاع پرواز و بر این اساس ، فاصله زمانی کم بین آنها ، یکی از آنها تلقی می شود.

شدت (به عبارت دیگر ، انرژی) موج ضربه (موج ضربه) به پارامترهای مختلف (سرعت حرکت هواپیما ، ویژگی های طراحی آن ، شرایط محیطی و غیره) بستگی دارد و با افت فشار در جلو تعیین می شود.

با فاصله گرفتن از بالای مخروط ماخ ، یعنی از هواپیما ، به عنوان منبع آشفتگی ، موج ضربه ضعیف می شود ، به تدریج به یک موج صوتی معمولی تبدیل می شود و در نهایت به طور کامل از بین می رود.

و از چه درجه ای شدت خواهد داشت موج شوک (یا موج ضربه ای) که به زمین می رسد ، به تأثیری که می تواند در آنجا ایجاد کند بستگی دارد. هیچ رازی نیست که "کنکورد" معروف فقط مافوق صوت را از فراز اقیانوس اطلس پرواز کند و هواپیماهای مافوق صوت نظامی در ارتفاعات یا مناطقی که هیچ شهرکی وجود ندارد به مافوق صوت می روند (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 دقیق یک موج شوک با انفجار همراه است. و کارهایی که یک موج شوک به اندازه کافی شدید می تواند انجام دهد به خوبی با آن مطابقت دارد. حداقل شیشه های پنجره ها به راحتی بیرون می آیند. شواهد کافی در این باره وجود دارد (به ویژه در تاریخ هواپیمایی شوروی ، زمانی که کاملاً زیاد بود و پروازها شدید بود). اما می توانید کارهای بدتری انجام دهید. فقط باید پایین پرواز کنه :-) ...

با این حال ، در بیشتر موارد ، آنچه از امواج شوک هنگام رسیدن به زمین باقی می ماند ، دیگر خطری ندارد. فقط یک ناظر بیرونی روی زمین می تواند صدایی شبیه به تصادف یا انفجار بشنود. با این واقعیت است که یک باور غلط رایج و نسبتاً مداوم در ارتباط است.

افرادی که در علم حمل و نقل هوایی بسیار پیشرفته نیستند ، با شنیدن چنین صدایی می گویند که این هواپیما بر آن غلبه کرده است مانع صدا (مانع مافوق صوت) در حقیقت، موضوع این نیست. این گفته حداقل به دو دلیل هیچ ارتباطی با واقعیت ندارد.

شوک موج (شوک موج).

اولاً ، اگر فردی روی زمین صدای بلند غرش در آسمان را بشنود ، این فقط به این معنی است (تکرار می کنم :-)) که به گوشش رسیده است جبهه 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 فقط به آن سوئیچ نشده است.

و اگر همان فرد می توانست به طور ناگهانی چندین کیلومتر جلوتر از هواپیما باشد ، در این صورت او دوباره همان صدا را از همان هواپیما می شنود ، زیرا او با همان موج ضربه ای که همراه هواپیما حرکت می کند برخورد می کند.

با سرعت مافوق صوت حرکت می کند و بنابراین بی صدا نزدیک می شود. و بعد از آن که تأثیر نه چندان دلپذیری روی لاله های گوش (خوب ، فقط وقتی روی آنها می گذارد :-)) و با خیال راحت عبور می کند ، صدای وزوز موتورهای قابل شنیدن قابل شنیدن است.

الگوی تقریبی پرواز هواپیما در مقادیر مختلف عدد M با استفاده از مثال Saab 35 "Draken" متأسفانه زبان آلمانی است ، اما این طرح به طور کلی روشن است.

علاوه بر این ، انتقال به مافوق صوت به خودی خود با هیچ یک بار "رونق" ، پاپ ، انفجار و غیره همراه نیست. در یک هواپیمای مافوق صوت مدرن ، خلبان اغلب فقط با خواندن ابزار ، چنین انتقال را یاد می گیرد. در این حالت ، روند خاصی اتفاق می افتد ، اما اگر برخی از قوانین خلبانی رعایت شود ، عملاً برای وی نامرئی است.

اما این همه چیز نیست :-). بیشتر خواهم گفت به شکل فقط یک مانع ملموس ، سنگین و صعب العبور که هواپیما در برابر آن قرار می گیرد و باید "سوراخ شود" (من چنین قضاوت هایی را شنیدم :-)) وجود ندارد.

به عبارت دقیق ، هیچ مانعی وجود ندارد. زمانی در طوفان توسعه سرعتهای بالا در هواپیما ، این مفهوم بیشتر به عنوان یک عقیده روانشناختی در مورد دشواری تغییر سرعت به سرعت مافوق صوت و پرواز با آن شکل گرفت. حتی اظهاراتی وجود داشت که این امر به طور کلی غیرممکن بود ، خصوصاً از آنجا که پیش شرط های چنین اعتقادات و گفته هایی کاملاً مشخص بودند.

با این حال ، اولین چیزها ...

در آیرودینامیک اصطلاح دیگری وجود دارد که فرآیند تعامل با جریان هوای جسمی را که در این جریان در حال حرکت است و برای رفتن به مافوق صوت تلاش می کند ، کاملاً دقیق توصیف می کند. آی تی بحران موج... این اوست که برخی کارهای بد را انجام می دهد که به طور سنتی با این مفهوم همراه است مانع صدا.

بنابراین چیزی در مورد بحران :-). هر هواپیمایی از قطعات تشکیل شده است ، ممکن است جریان هوا هنگام پرواز در اطراف آن یکسان نباشد. به عنوان مثال یک بال یا بهتر بگوییم یک کلاسیک معمولی را در نظر بگیرید نمایه صوتی.

با توجه به اصول دانش در مورد چگونگی تشکیل نیروی بالابرنده ، ما به خوبی می دانیم که میزان جریان در لایه مجاور سطح منحنی فوقانی پروفیل متفاوت است. درصورتی که پروفیل محدب تر باشد ، از سرعت جریان کل بیشتر است ، پس از صاف شدن پروفیل ، کاهش می یابد.

وقتی بال در یک جریان با سرعتی نزدیک به سرعت صدا حرکت می کند ، ممکن است لحظه ای پیش بیاید که مثلاً در چنین منطقه محدب ، سرعت لایه هوا که در حال حاضر بیشتر از سرعت کلی جریان است ، صوتی و حتی مافوق صوت شود.

موج شوک محلی که در طول بحران موجی روی ترانسونیک ظاهر می شود.

در امتداد پروفیل ، این سرعت کاهش می یابد و در برخی موارد دوباره صوتی می شود. اما ، همانطور که در بالا گفتیم ، جریان مافوق صوت نمی تواند به سرعت کاهش یابد ، بنابراین ، وقوع موج شوک.

چنین پرشهایی در قسمتهای مختلف سطوح ساده ظاهر می شوند و در ابتدا نسبتاً ضعیف هستند ، اما تعداد آنها می تواند زیاد باشد و با افزایش سرعت جریان كامل ، مناطق مافوق صوت افزایش می یابد ، پرشها "قویتر می شوند" و به لبه انتهای ایرفویل منتقل می شوند. بعداً ، همان امواج شوک در سطح پایین پروفیل ظاهر می شوند.

جریان مافوق صوت کامل در اطراف پروفیل بال.

این همه مملو از چیست؟ و آنچه در اینجا است. اولینقابل توجه است افزایش درگ آیرودینامیکی در محدوده سرعتهای ترانسونیک (حدود M \u003d 1 ، بیشتر یا کمتر). این مقاومت به دلیل افزایش شدید یکی از اجزای آن رشد می کند - مقاومت در برابر موج... موردی که قبلاً هنگام بررسی پروازهای با سرعت صوت زیاد در نظر نگرفتیم.

همانطور که در بالا گفتم ، برای تشکیل امواج شوک متعدد (یا امواج شوک) در هنگام کاهش سرعت جریان مافوق صوت ، انرژی صرف می شود و از انرژی جنبشی حرکت هواپیما گرفته می شود. یعنی هواپیما به سادگی ترمز می شود (و بسیار محسوس!). این همان چیزی است که هست مقاومت در برابر موج

علاوه بر این ، امواج شوک ناشی از کاهش شدید جریان در آنها به جداسازی لایه مرزی پس از خود و تبدیل آن از لایه ای به آشفته کمک می کند. این باعث افزایش بیشتر درود آیرودینامیکی می شود.

تورم پروفیل در تعداد مختلف M. پرش های متراکم ، مناطق مافوق صوت محلی ، مناطق آشفته.

دومین... با توجه به ظهور مناطق مافوق صوت محلی در ایرفویل بال و تغییر بیشتر آنها به سمت دم هواپیما با افزایش سرعت جریان و در نتیجه ، تغییر در الگوی توزیع فشار روی ایرفویل ، نقطه اعمال نیروهای آیرودینامیکی (مرکز فشار) نیز به لبه عقب منتقل می شود. نتیجه این است لحظه غواصی نسبت به مرکز جرم هواپیما ، باعث می شود بینی آن پایین بیاید.

همه اینها به چه معنی ترجمه می شود ... به دلیل افزایش نسبتاً شدید کشش آیرودینامیکی ، هواپیما به مقدار قابل توجهی نیاز دارد ذخیره قدرت موتور برای غلبه بر منطقه ترنس و ورود به اصطلاح واقعی مافوق صوت.

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

به علاوه. به دلیل ظاهر لحظه غواصی ، در کنترل زمین مشکلاتی وجود دارد. علاوه بر این ، به دلیل بی نظمی و ناهمواری فرآیندهای مرتبط با ظهور مناطق مافوق صوت محلی با امواج شوک ، دشوار است برای مدیریت... به عنوان مثال ، توسط رول ، به دلیل فرآیندهای مختلف در صفحه چپ و راست.

به علاوه وقوع ارتعاشات ، اغلب به دلیل تلاطم موضعی کاملاً قوی است.

به طور کلی ، یک مجموعه کامل از لذت ها است که نام را بر خود دارد بحران موج... اما درست است ، همه آنها هنگام دستیابی به سرعتهای مافوق صوت هنگام استفاده از هواپیماهای ساب صوت معمولی (با مشخصات بال مستقیم ضخیم) اتفاق می افتد.

در ابتدا ، زمانی که هنوز دانش کافی وجود نداشت و مراحل دستیابی به مافوق صوت به طور جامع مطالعه نشده بود ، این مجموعه تقریباً به طرز مرگباری غیرقابل غلبه تلقی می شد و نام آن را دریافت می کرد مانع صدا (یا مانع مافوق صوت، اگر شما می خواهید:-)).

هنگام تلاش برای غلبه بر سرعت صدا در هواپیماهای پیستونی معمولی ، تعداد زیادی وجود داشت موارد غم انگیز... ارتعاشات شدید گاهی منجر به آسیب ساختاری می شود. هواپیما قدرت کافی برای شتاب لازم را نداشت. در پرواز سطح ، به دلیل تأثیر همان ماهیت غیرممکن بود بحران موج.

بنابراین ، از غواصی برای اورکلاک استفاده شد. اما به خوبی می تواند کشنده باشد. لحظه غواصی که در بحران موج ظاهر می شود ، اوج را طولانی می کند و گاهی اوقات راهی برای خروج از آن وجود ندارد. در واقع ، برای بازیابی کنترل و از بین بردن بحران موج ، لازم بود سرعت را خاموش کنیم. اما انجام آن در غواصی بسیار دشوار است (اگر غیرممکن نباشد).

غواصی از پرواز افقی یکی از دلایل اصلی فاجعه در اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی در 27 مه 1943 ، جنگنده مشهور آزمایشی BI-1 با موتور موشک پیشران مایع در نظر گرفته شده است. آزمایشاتی برای حداکثر سرعت پرواز انجام شد و طبق برآوردهای طراحان ، سرعت بدست آمده بیش از 800 کیلومتر در ساعت بود. سپس در غواصی تأخیری رخ داد که هواپیما از آنجا خارج نشد.

جنگنده آزمایشی BI-1.

این روزها بحران موج در حال حاضر به خوبی مطالعه شده و غلبه بر مانع صدا (در صورت نیاز :-)) کار دشواری نیست. در هواپیماهایی که برای پرواز با سرعت کافی بالا طراحی شده اند ، راه حل ها و محدودیت های طراحی خاصی برای تسهیل عملکرد پرواز آنها اعمال می شود.

همانطور که می دانید ، یک بحران موجی زمانی شروع می شود که اعداد M نزدیک به وحدت باشند. بنابراین تقریباً همه هواپیماهای زیر صوت جت (مخصوصاً مسافری) دارای پرواز هستند محدودیت در تعداد M... معمولاً در منطقه 0.8-0.9M است. به خلبان دستور داده می شود که این امر را کنترل کند. علاوه بر این ، در بسیاری از هواپیماها ، هنگامی که سطح حد رسیده است ، پس از آن سرعت پرواز باید کاهش یابد.

تقریباً تمام هواپیماهایی که با سرعت حداقل 800 کیلومتر در ساعت پرواز می کنند ، دارای سرعت بالایی هستند بال جاروب شده (حداقل در امتداد لبه جلو :-)). به شما امکان می دهد شروع حمله را به تعویق بیندازید بحران موج به سرعتهای مربوط به M \u003d 0.85-0.95.

بال جارو شده اقدام اصلی.

دلیل این تأثیر را می توان کاملاً ساده توضیح داد. بال مستقیم جریان هوا با سرعت V تقریباً در یک زاویه راست کار می کند و در یک زاویه لغزش خاص β قرار می گیرد. Voc و Vn می توانند از نظر برداری به دو جریان تجزیه شوند:

شار Vτ بر توزیع فشار روی بال تأثیر نمی گذارد ، اما شار Vn را تحت تأثیر قرار می دهد که خصوصیات تحمل بال را تعیین می کند. و بدیهی است که از نظر مقدار جریان کل V. کمتر است. بنابراین ، در بال جاروب ، شروع بحران موج و رشد مقاومت در برابر موج به طور محسوس دیرتر از یک بال مستقیم با همان سرعت جریان ورودی اتفاق می افتد.

جنگنده آزمایشی E-2A (سلف MiG-21). بال جارو معمولی.

یکی از اصلاحات بال جارو شده بال با بود نمایه فوق انتقادی (از او نام برد). همچنین به شما امکان می دهد ابتدای بحران موج را با سرعت بالا تغییر دهید ، علاوه بر این ، به شما امکان می دهد کارایی را که برای هواپیماهای مسافربری مهم است ، افزایش دهید.

SuperJet 100. بال جارو شده فوق بحرانی.

اگر هواپیما برای رفتن در نظر گرفته شده باشد مانع صدا (عبور و بحران موج همچنین :-)) و پرواز مافوق صوت ، همیشه همیشه دارای ویژگی های خاص طراحی است. به طور خاص ، معمولاً دارد پروفیل و دم نازک با لبه های تیز (از جمله الماس یا مثلث) و یک شکل بال مشخص در طرح (به عنوان مثال ، مثلثی یا ذوزنقه ای با افتادگی و غیره).

Supersonic MIG-21. Emissary E-2A. یک بال معمولی مثلثی.

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

عبور از بدنام مانع صدا، یعنی انتقال به سرعت مافوق صوت ، چنین هواپیماهایی در انجام می شود پس سوز موتور به دلیل افزایش کشش آیرودینامیکی ، و البته ، به منظور عبور سریع از منطقه بحران موج... و لحظه لحظه این انتقال غالباً به هیچ وجه به هیچ وجه احساس نمی شود (تکرار می کنم :-)) نه توسط خلبان (به جز اینکه ممکن است سطح فشار صدا در کابین خلبان کاهش یابد) و نه توسط یک ناظر خارجی ، البته اگر می توانست این را مشاهده کند :-).

با این حال ، در اینجا شایان ذکر است یک توهم دیگر در ارتباط با ناظران خارجی. مطمئناً بسیاری این نوع عکس ها را دیده اند ، زیرنویس هایی که تحت آن می گویند این لحظه غلبه بر هواپیماست مانع صدا، به اصطلاح بصری.

اثر پراندل-گلوتر. با عبور از سد صدا همراه نیست.

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

ثانیا... آنچه در عکس دیدیم به اصطلاح است اثر Prandtl-Gloert... من قبلا در مورد آن نوشتم به هیچ وجه ارتباط مستقیمی با انتقال به مافوق صوت ندارد. فقط در سرعت های بالا (اتفاقاً زیر صوت :-)) هواپیما ، جرم خاصی از هوا را در مقابل خود حرکت می دهد ، مقداری ایجاد می کند منطقه کمیاب... بلافاصله پس از پرواز ، این منطقه شروع به پر شدن از هوا از فضای مجاور با طبیعی می کند افزایش حجم و افت شدید دما.

اگر یک رطوبت هواکافی است و دما به زیر نقطه شبنم هوای محیط کاهش می یابد تراکم رطوبتاز بخار آب به صورت مه ، که می بینیم. به محض اینکه شرایط به شرایط اولیه خود برگردند ، این مه بلافاصله از بین می رود. کل این روند نسبتاً کوتاه مدت است.

این فرآیند در سرعتهای فوق سنگین را می توان توسط محلی تسهیل کرد امواج شوکمن ، گاهی اوقات کمک می کنم چیزی شبیه یک مخروط آرام در هواپیما تشکیل شود.

سرعتهای بالا این پدیده را می پسندند ، اگر رطوبت هوا کافی باشد ، در سرعتهای نسبتاً پایین می تواند رخ دهد (و می دهد). به عنوان مثال ، بالاتر از سطح اجسام آب. اتفاقاً عکس های زیبا تصاویر زیبا از این طبیعت از یک ناو هواپیمابر ساخته شده است ، یعنی در هوایی نسبتاً مرطوب.

و بنابراین معلوم شد. عکس ها البته عالی هستند ، تماشای تماشایی :-) ، اما این چیزی نیست که بیشتر اوقات نامیده می شود. هیچ ارتباطی با آن ندارد (و مانع مافوق صوت همچنین:-)). و این خوب است ، فکر می کنم ، در غیر این صورت ممکن است ناظرانی که از این نوع عکس و فیلم می گیرند خوشحال نشوند. موج شوک، میدونی:-)…

در پایان ، یک فیلم (قبلاً قبلاً از آن استفاده کرده ام) ، نویسندگان آن تأثیر موج ضربه ای از هواپیمایی را که در ارتفاع کم با سرعت مافوق صوت در حال پرواز است نشان می دهند. البته در آنجا اغراق خاصی وجود دارد :-) ، اما اصل کلی روشن است. و دوباره ، تماشایی :-) ...

و این همه برای امروز است. با تشکر از شما برای خواندن مقاله تا انتها :-) تا دفعه بعد ...

عکس ها قابل کلیک هستند