Ovoz to'sig'i

Ovoz to'sig'i

havo kemasi yoki raketaning parvozi paytida atmosferada tovushdan yuqori tezlikdan tovush tezligiga o'tish paytida yuzaga keladigan hodisa. Samolyot tezligi tovush tezligiga (1200 km/soat) yaqinlashganda, uning oldidagi havoda yupqa hudud paydo bo'lib, unda havo bosimi va zichligi keskin oshadi. Havoning uchayotgan samolyot oldida bunday siqilishi zarba to'lqini deb ataladi. Yerda zarba to'lqinining o'tishi o'q ovoziga o'xshash portlash sifatida qabul qilinadi. dan oshib ketgandan so'ng, samolyot havo zichligi ortib borayotgan ushbu hududdan o'tib ketadi, go'yo uni teshib, tovush to'sig'ini buzadi. Uzoq vaqt davomida tovush to'sig'ini buzish aviatsiya rivojlanishida jiddiy muammo bo'lib tuyuldi. Buni hal qilish uchun samolyot qanotining profili va shaklini o'zgartirish (u ingichka bo'lib, orqaga supurib ketdi), fyuzelajning old qismini yanada qirrali qilish va samolyotni reaktiv dvigatellar bilan jihozlash kerak edi. Ovoz tezligi birinchi marta 1947 yilda C. Yeager tomonidan X-1 samolyotida (AQSh) suyuq yoqilg'ida oshib ketgan. raketa dvigateli, B-29 samolyotidan uchirilgan. Rossiyada O. V. Sokolovskiy birinchi bo'lib 1948 yilda turboreaktiv dvigatelli eksperimental La-176 samolyotida tovush to'sig'ini buzdi.

"Texnologiya" entsiklopediyasi. - M .: Rosman. 2006 .

Ovoz to'sig'i

aerodinamik qarshilikning keskin ortishi samolyot parvozda Mach raqamlari M(∞) kritik M* sonidan biroz oshib ketadi. Sababi, M(∞) > M* raqamlarida to'lqin qarshiligining paydo bo'lishi bilan birga keladi. Samolyotning to'lqin qarshiligi koeffitsienti M (∞) = M * dan boshlab M sonining ortishi bilan juda tez ortadi.
Z.ning mavjudligi b. tovush tezligiga teng bo'lgan parvoz tezligiga erishish va undan keyin tovushdan tez parvozga o'tishni qiyinlashtiradi. Buning uchun yupqa qanotlari bo'lgan samolyotlarni yaratish kerak bo'ldi, bu esa qarshilikni sezilarli darajada kamaytirishga imkon berdi va tezlik ortishi bilan tortishish kuchayadigan reaktiv dvigatellar.
SSSRda tovush tezligiga teng tezlik birinchi marta 1948 yilda La-176 samolyotida erishilgan.

Aviatsiya: Entsiklopediya. - M.: Buyuk rus entsiklopediyasi. Bosh muharrir G.P. Svishchev. 1994 .

Boshqa lug'atlarda "tovush to'sig'i" nima ekanligini ko'ring:

Aerodinamikadagi tovush to'sig'i - bu samolyotning (masalan, tovushdan tez uchadigan samolyot, raketa) tovush tezligiga yaqin yoki undan yuqori tezlikda harakatlanishi bilan birga keladigan bir qator hodisalarning nomi. Mundarija 1 Shok to'lqini, ... ... Vikipediya

SOUND BARRIER, parvoz tezligini tovush tezligidan (SUPERSONIC SPEED) oshirishda aviatsiyadagi qiyinchiliklarning sababi. Ovoz tezligiga yaqinlashganda, samolyot qarshilikning kutilmagan o'sishiga va aerodinamik ko'tarilishning yo'qolishiga duch keladi... ... Ilmiy-texnik entsiklopedik lug'at

tovush to'sig'i- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. tovush to'sig'i ovoz to'sig'i vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. tovush to'sig'i, m pranc. barriere sonique, f; frontière sonique, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas

tovush to'sig'i- 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 branduolinės technikos terminų žodynas

Samolyotning parvoz tezligi tovush tezligiga yaqinlashganda aerodinamik qarshilikning keskin oshishi (parvoz Mach raqamining kritik qiymatidan oshib ketishi). To'lqin qarshiligining oshishi bilan birga to'lqin inqirozi bilan izohlanadi. 3 ni yengish.…… Katta ensiklopedik politexnika lug'ati

Ovoz to'sig'i- havo kemalarining harakatiga qarshilikning keskin oshishi. tovush tezligiga yaqin tezliklar. yengish 3. b. Samolyotlarning aerodinamik shakllarini takomillashtirish va kuchli ... ... tufayli mumkin bo'ldi. Harbiy atamalarning lug'ati

tovush to'sig'i- ovoz to'sig'i M∞ kritik sonidan bir oz oshib, M* parvozida aerodinamik samolyot qarshiligining keskin oshishi. Sababi M∞ > raqamlari uchun "Aviatsiya" entsiklopediyasi

tovush to'sig'i- ovoz to'sig'i M∞ kritik sonidan bir oz oshib, M* parvozida aerodinamik samolyot qarshiligining keskin oshishi. Sababi, M∞ > M* raqamlarida to'lqin inqirozi yuzaga keladi,... ... "Aviatsiya" entsiklopediyasi

- (Frantsiya to'siqlari posti). 1) qal'alardagi darvozalar. 2) arenalarda va sirklarda ot sakrab o‘tadigan panjara, to‘da, ustun bor. 3) jangchilarning duelda yetib borishi belgisi. 4) panjara, panjara. Kiritilgan xorijiy so'zlar lug'ati...... Rus tilidagi xorijiy so'zlar lug'ati

BARRIER, ah, er. 1. Yo'lga qo'yilgan to'siq (devor turi, shpal) (sakrash, yugurish paytida). b oling. (engib o'tish). 2. panjara, panjara. B. quti, balkon. 3. uzatish Nima uchun to‘siq, to‘siq n. Daryo tabiiy b. Uchun… … Ozhegovning izohli lug'ati

Kitoblar

• Vegas: Haqiqiy hikoya (DVD), Naderi Amir. Ba'zilar "Amerika orzusi"ni eng g'alati joylardan izlaydilar... Bir paytlar Eddi Parker va uning rafiqasi Treysi jonkuyar qimorbozlik qilishgan, bu ajablanarli emas: ular hamma qimor o'ynaydigan Las-Vegasda yashaydi...

Rasmiy ravishda, amerikalik uchuvchi Chak Yeager birinchi bo'lib tovushdan tez tezlikni yengib chiqdi. Rekord 1957 yil 14 oktyabrda Bell Aircraft tomonidan 1946 yil boshida ushbu maqsad uchun maxsus ishlab chiqilgan Bell X-1da o'rnatildi. Samolyot harbiylarning buyrug'i bilan ishlab chiqarilgan, ammo harbiy harakatlarga hech qanday aloqasi yo'q edi. Mashina tadqiqot uskunalari bilan to'la edi. Tashqi tomondan, Bell X-1 zamonaviy qanotli raketaga o'xshardi.

Sinov uchuvchisi Chak Yeger

1923 yil 13 fevralda uchuvchi. Maktabni tugatgach, yigit darhol parvoz maktabiga o'qishga kirdi, shundan so'ng u Evropada jang qilishga majbur bo'ldi. Parvoz karerasining boshida uchuvchi Messerschmitt 109 samolyotini urib tushirishga muvaffaq bo'ldi, ammo keyinroq uning o'zi ham frantsuz osmonida mag'lub bo'ldi va parashyut bilan sakrashga majbur bo'ldi.

Uchuvchini partizanlar olib ketishgan, biroq kontrrazvedka uni parvozdan to‘xtatib qo‘ygan. G'azablangan Chak Ittifoq kuchlari qo'mondoni Eyzenxauer bilan tinglovchilarni qo'llab-quvvatladi. U yigitga ishondi va ma'lum bo'lishicha, bejiz emas: jasur uchuvchi urush tugaguniga qadar yana 13 ta samolyotni urib tushirishga muvaffaq bo'ldi.

Yeager uyiga a'lo darajadagi xizmat ko'rsatish, xarakteristikalar, mukofotlar va kapitan unvoni bilan qaytdi. Bu uchuvchining o'sha paytda kosmonavtlar kabi ehtiyotkorlik bilan tanlangan sinovchilar guruhiga kiritilishiga yordam berdi. Chak o'z samolyotiga rafiqasi sharafiga "Masraba Glenis" deb nom berdi. Samolyot bitta reaktiv dvigatel bilan jihozlangan va B-52 bombardimonchi samolyotidan uchirilgan.

Uchuvchi qanotli mashinada bir necha marta tezlik rekordini o'rnatdi: 1947 yil oxirida u birinchi marta balandlik rekordini yangiladi (21 372 m), 1953 yilda esa qurilmani deyarli 2800 km / soat yoki 2,5 M ga tezlashtirishga muvaffaq bo'ldi. (tovush tezligi nemis faylasufi va muhandisi nomi bilan atalgan "mach" da o'lchanadi; 1 M taxminan 1200 km / soat ga teng). Yeager 1975 yilda brigada generali sifatida nafaqaga chiqdi, Vetnam urushida xizmat qilgan va Koreyada jang qilgan.

SSSR tovush to'sig'ini buzishga urinishlardan chetda qola olmadi; Bir vaqtning o'zida bir nechta konstruktorlik byurolari (Lavochkin, Yakovlev, Mikoyan) tovushdan tezroq uchishi kerak bo'lgan samolyotni tayyorlashda qatnashdilar. Bu sharaf Lavochkinning "kompaniyasi" ning La-176 samolyotiga tushdi. Avtomobil 1948 yilda, dekabr oyida parvozlarga to'liq tayyor edi. Va 26-kuni, polkovnik Fedorov sho'ng'inda tezlashib, mashhur to'siqni engib o'tdi. Keyinchalik uchuvchi Sovet Ittifoqi Qahramoni unvonini oldi.

"Ovoz to'sig'i" iborasini eshitganimizda nimani tasavvur qilamiz? Muayyan chegara eshitish va farovonlikka jiddiy ta'sir qilishi mumkin. Odatda tovush to'sig'i havo bo'shlig'ini zabt etish bilan bog'liq va

Ushbu to'siqni bartaraf etish eski kasalliklar, og'riq sindromlari va allergik reaktsiyalarning rivojlanishiga olib kelishi mumkin. Bu fikrlar to'g'rimi yoki ular o'rnatilgan stereotiplarni ifodalaydimi? Ularda faktik asos bormi? Ovoz to'sig'i nima? Qanday qilib va ​​nima uchun paydo bo'ladi? Bularning barchasini va ba'zi qo'shimcha nuanslarni, shuningdek, ushbu kontseptsiya bilan bog'liq tarixiy faktlarni ushbu maqolada bilib olishga harakat qilamiz.

Bu sirli fan aerodinamikadir

Harakat bilan birga keladigan hodisalarni tushuntirish uchun mo'ljallangan aerodinamika fanida
samolyotda "tovush to'sig'i" tushunchasi mavjud. Bu tovush tezligiga yaqin yoki undan yuqori tezlikda harakatlanadigan tovushdan tez samolyotlar yoki raketalar harakati paytida yuzaga keladigan hodisalar seriyasidir.

Shok to'lqini nima?

Tovushdan tez oqim avtomobil atrofida oqayotganida, shamol tunnelida zarba to'lqini paydo bo'ladi. Uning izlarini hatto yalang'och ko'z bilan ham ko'rish mumkin. Erda ular sariq chiziq bilan ifodalangan. Shok to'lqini konusining tashqarisida, sariq chiziq oldida, siz hatto erdagi samolyotni ham eshitolmaysiz. Ovozdan yuqori tezlikda jismlar zarba to'lqiniga olib keladigan tovush oqimi oqimiga duchor bo'ladi. Tananing shakliga qarab, bir nechta bo'lishi mumkin.

Shok to'lqinining o'zgarishi

Ba'zan zarba to'lqini deb ataladigan zarba to'lqinining old qismi juda kichik qalinlikka ega, bu esa oqim xususiyatlarining keskin o'zgarishini, uning tanaga nisbatan tezligining pasayishini va shunga mos ravishda o'sishini kuzatish imkonini beradi. oqimdagi gazning bosimi va harorati. Bunda kinetik energiya qisman gazning ichki energiyasiga aylanadi. Ushbu o'zgarishlarning soni to'g'ridan-to'g'ri tovushdan yuqori oqim tezligiga bog'liq. Zarba to'lqini apparatdan uzoqlashganda, bosim pasayadi va zarba to'lqini tovush to'lqiniga aylanadi. U tashqi kuzatuvchiga etib borishi mumkin, u portlashga o'xshash xarakterli tovushni eshitadi. Samolyot tovush to'sig'ini ortda qoldirganda, bu qurilma tovush tezligiga yetganligini ko'rsatadi, degan fikr bor.

Haqiqatan ham nima bo'lyapti?

Amalda tovush to'sig'ini buzish deb ataladigan moment samolyot dvigatellarining kuchayishi bilan zarba to'lqinining o'tishini anglatadi. Endi qurilma hamrohlik qilayotgan tovushdan oldinda, shuning uchun undan keyin dvigatelning shovqini eshitiladi. Ovoz tezligiga yaqinlashish Ikkinchi Jahon urushi paytida mumkin bo'ldi, ammo shu bilan birga uchuvchilar samolyotlarning ishlashida ogohlantiruvchi signallarni qayd etdilar.

Urush tugagandan so'ng, ko'plab samolyot konstruktorlari va uchuvchilari tovush tezligiga erishishga va tovush to'sig'ini buzishga harakat qilishdi, ammo bu urinishlarning aksariyati fojiali yakunlandi. Pessimist olimlar bu chegaradan oshib bo'lmasligini ta'kidladilar. Hech qanday eksperimental emas, balki ilmiy, "tovush to'sig'i" tushunchasining mohiyatini tushuntirish va uni bartaraf etish yo'llarini topish mumkin edi.

To'lqin inqirozining oldini olish orqali transonik va supersonik tezlikda xavfsiz parvozlar mumkin, uning paydo bo'lishi samolyotning aerodinamik parametrlariga va parvoz balandligiga bog'liq. Bir tezlik darajasidan ikkinchisiga o'tish to'lqin inqirozi zonasida uzoq parvozdan qochishga yordam beradigan afterburner yordamida imkon qadar tezroq amalga oshirilishi kerak. To'lqin inqirozi tushuncha sifatida suv transportidan kelib chiqqan. Bu kemalar suv yuzasida to'lqinlar tezligiga yaqin tezlikda harakat qilganda paydo bo'lgan. To'lqin inqiroziga kirish tezlikni oshirishda qiyinchilik tug'diradi va agar siz to'lqin inqirozini iloji boricha engib o'tsangiz, suv yuzasi bo'ylab tekislash yoki sirpanish rejimiga kirishingiz mumkin.

Samolyotlarni boshqarish tarixi

Eksperimental samolyotda tovushdan tez tezlikka erishgan birinchi odam amerikalik uchuvchi Chak Yeager bo'ldi. Uning muvaffaqiyati 1947 yil 14 oktyabrda tarixda qayd etilgan. SSSR hududida tovush to'sig'i 1948 yil 26 dekabrda tajribali qiruvchi samolyotda uchayotgan Sokolovskiy va Fedorov tomonidan buzildi.

Tinch aholi orasida Duglas DC-8 yo'lovchi layneri 1961 yil 21 avgustda 1,012 Mach yoki 1262 km / soat tezlikka erishgan tovush to'sig'ini buzdi. Parvozning maqsadi qanot dizayni uchun ma'lumotlarni to'plash edi. Samolyotlar orasida jahon rekordini Rossiya armiyasida xizmat qilayotgan gipertovushli havo-yer aeroballistik raketasi o'rnatdi. Raketa 31,2 kilometr balandlikda 6389 km/soat tezlikka erishdi.

Havodagi tovush to‘sig‘ini yorib o‘tganidan 50 yil o‘tib, ingliz Endi Grin avtomobilda ham shunday yutuqga erishdi. Amerikalik Jo Kittinger erkin yiqilishda 31,5 kilometr balandlikka ko'tarilib, rekordni yangilashga urindi. Bugun, 2012-yil 14-oktabr kuni Feliks Baumgartner transport yordamisiz 39 kilometr balandlikdan erkin yiqilib, tovush to‘sig‘ini buzib, jahon rekordini o‘rnatdi. Uning tezligi soatiga 1342,8 kilometrga yetdi.

Ovoz to'sig'ining eng noodatiy buzilishi

O'ylash g'alati, lekin bu chegarani engib o'tgan dunyodagi birinchi ixtiro oddiy qamchi bo'lib, u deyarli 7 ming yil oldin qadimgi xitoyliklar tomonidan ixtiro qilingan. Deyarli 1927 yilda lahzali fotografiya ixtiro qilinmaguncha, hech kim qamchining yorilishi miniatyura ovozli bum ekanligiga shubha qilmagan. O'tkir tebranish pastadir hosil qiladi va tezlik keskin oshadi, bu bosish bilan tasdiqlanadi. Ovoz to'sig'i taxminan 1200 km / soat tezlikda buziladi.

Eng shovqinli shaharning sirlari

Kichik shaharlar aholisi poytaxtni birinchi marta ko'rganlarida hayratda qolishlari ajablanarli emas. Ko'p transport, yuzlab restoranlar va ko'ngilochar markazlar sizni chalg'itadi va odatdagi tartibsizlikdan bezovta qiladi. Poytaxtda bahorning boshlanishi odatda isyonkor, bo'ronli martga emas, balki aprelga to'g'ri keladi. Aprel oyida musaffo osmon, soylar oqib, kurtaklari gullaydi. Uzoq qishdan charchagan odamlar quyoshga qarab derazalarini keng ochib, uylariga ko'cha shovqini kiradi. Ko'chada qushlar kar bo'lib chiyillaydi, san'atkorlar qo'shiq aytadi, quvnoq o'quvchilar she'r o'qiydi, tirbandlik va metrodagi shovqin-suronni aytmasa ham bo'ladi. Gigiena bo'limi xodimlari shovqinli shaharda uzoq vaqt qolish sog'liq uchun zararli ekanligini ta'kidlashadi. Poytaxtning mustahkam fonini transport,
aviatsiya, sanoat va maishiy shovqin. Eng zararlisi avtomobil shovqinidir, chunki samolyotlar juda baland uchadi va korxonalar shovqini ularning binolarida eriydi. Ayniqsa, gavjum avtomagistrallarda avtomobillarning doimiy shovqini barcha ruxsat etilgan standartlardan ikki baravar ko'pdir. Poytaxt tovush to'sig'ini qanday engib o'tadi? Moskva juda ko'p tovushlar bilan xavflidir, shuning uchun poytaxt aholisi shovqinni bostirish uchun ikki oynali oynalarni o'rnatadilar.

Ovoz to'sig'i qanday bostiriladi?

1947 yilgacha tovushdan tezroq uchadigan samolyot kokpitidagi odamning farovonligi haqida aniq ma'lumotlar yo'q edi. Ma'lum bo'lishicha, tovush to'sig'ini buzish muayyan kuch va jasoratni talab qiladi. Parvoz paytida tirik qolish kafolati yo'qligi ayon bo'ladi. Hatto professional uchuvchi ham samolyot dizayni elementlarning hujumiga bardosh bera oladimi yoki yo'qligini aniq ayta olmaydi. Bir necha daqiqada samolyot shunchaki qulab tushishi mumkin. Buni nima tushuntiradi? Shuni ta'kidlash kerakki, subsonik tezlikda harakat yiqilgan toshdan doiralar kabi tarqaladigan akustik to'lqinlarni hosil qiladi. Supersonik tezlik zarba to'lqinlarini qo'zg'atadi va erda turgan odam portlashga o'xshash tovushni eshitadi. Kuchli kompyuterlarsiz murakkab muammolarni hal qilish qiyin edi va shamol tunnellarida shamollatuvchi modellarga tayanish kerak edi. Ba'zan, samolyotning tezlashishi etarli bo'lmaganda, zarba to'lqini shunday kuchga etadiki, samolyot uchib o'tadigan uylardan derazalar uchib chiqadi. Ovoz to'sig'ini hamma ham bartaraf eta olmaydi, chunki hozirgi vaqtda butun struktura silkitadi va qurilmaning o'rnatilishi sezilarli darajada zarar etkazishi mumkin. Shuning uchun uchuvchilar uchun yaxshi sog'liq va hissiy barqarorlik juda muhimdir. Agar parvoz silliq bo'lsa va ovoz to'sig'i imkon qadar tezroq bartaraf etilsa, na uchuvchi, na yo'lovchilar hech qanday yoqimsiz his-tuyg'ularni his qilmaydi. Tadqiqot samolyoti 1946 yil yanvar oyida tovush to'sig'ini buzish uchun maxsus qurilgan. Mashinani yaratish Mudofaa vazirligining buyrug'i bilan boshlangan, ammo u qurol o'rniga mexanizmlar va asboblarning ishlash rejimini kuzatuvchi ilmiy uskunalar bilan to'ldirilgan. Bu samolyot o'rnatilgan raketa dvigateliga ega zamonaviy qanotli raketaga o'xshardi. Samolyot maksimal 2736 km/soat tezlikda tovush to‘sig‘ini buzib tashladi.

Ovoz tezligini zabt etish uchun og'zaki va moddiy yodgorliklar

Ovoz to'sig'ini buzishda erishilgan yutuqlar bugungi kunda ham yuqori baholanadi. Shunday qilib, Chak Yeager birinchi marta uni engib o'tgan samolyot hozir Vashingtonda joylashgan Milliy havo va kosmik muzeyda namoyish etilmoqda. Ammo bu inson ixtirosining texnik parametrlari uchuvchining o'zi bo'lmasa, unchalik qimmatga tushmaydi. Chak Yeager parvoz maktabidan o'tdi va Evropada jang qildi, shundan so'ng u Angliyaga qaytib keldi. Uchishdan adolatsiz chetlatish Yeagerning ruhini buzmadi va u Evropa qo'shinlarining bosh qo'mondoni bilan ziyofatga erishdi. Urush tugaguniga qadar qolgan yillarda Yeager 64 ta jangovar missiyada qatnashgan, ular davomida 13 ta samolyotni urib tushirgan. Chak Yeger vataniga kapitan unvoni bilan qaytdi. Uning xususiyatlari fenomenal sezgi, aql bovar qilmaydigan xotirjamlik va tanqidiy vaziyatlarda chidamlilikni ko'rsatadi. Yeager o'z samolyotida bir necha bor rekord o'rnatgan. Uning keyingi faoliyati Harbiy havo kuchlari bo'linmalarida bo'lib, u erda uchuvchilarni tayyorlagan. Chak Yeager oxirgi marta 74 yoshida tovush to'sig'ini buzgan, bu uning parvoz tarixining ellik yilligida va 1997 yilda edi.

Samolyot yaratuvchilarning murakkab vazifalari

Dunyoga mashhur MiG-15 samolyoti ishlab chiquvchilar faqat tovush to'sig'ini buzishga ishonish mumkin emasligini, ammo murakkab muammolarni hal qilish kerakligini anglagan paytda yaratila boshlandi. texnik muammolar. Natijada, mashina shu qadar muvaffaqiyatli yaratildiki, uning modifikatsiyalari xizmatga kirdi turli mamlakatlar. Bir nechta turli konstruktorlik byurolari o'ziga xos raqobat kurashiga kirishdilar, unda mukofot eng muvaffaqiyatli va funktsional samolyotga patent edi. Qanotli samolyotlar ishlab chiqildi, bu ularning dizaynida inqilob edi. Ideal qurilma kuchli, tezkor va har qanday tashqi zararga ajoyib darajada chidamli bo'lishi kerak edi. Samolyotlarning supurilgan qanotlari tovush tezligini uch baravar oshirishga yordam beradigan elementga aylandi. Keyin u o'sishda davom etdi, bu dvigatel quvvatining oshishi, innovatsion materiallardan foydalanish va aerodinamik parametrlarni optimallashtirish bilan izohlandi. Ovoz to'sig'ini engib o'tish hatto professional bo'lmaganlar uchun ham mumkin va haqiqiy bo'lib qoldi, ammo bu uni kamroq xavfli qilmaydi, shuning uchun har qanday ekstremal sport ixlosmandlari bunday tajribaga qaror qilishdan oldin o'zlarining kuchli tomonlarini oqilona baholashlari kerak.

Reaktiv samolyot tepadan uchib ketganda portlash kabi baland ovozni eshitganmisiz? Bu tovush samolyot tovush to'sig'ini buzganda paydo bo'ladi. Tovush to'sig'i nima va nima uchun samolyot bunday tovush chiqaradi?

Ma'lumki, tovush ma'lum bir tezlikda tarqaladi. Tezlik balandlikka bog'liq. Dengiz sathida tovush tezligi soatiga taxminan 1220 kilometrni, 11000 metr balandlikda esa soatiga 1060 kilometrni tashkil qiladi. Samolyot tovush tezligiga yaqin tezlikda uchganda, u ma'lum stresslarga duchor bo'ladi. Oddiy (subsonik) tezlikda uchganda, samolyotning old qismi uning oldiga bosim to'lqinini itaradi. Bu to'lqin tovush tezligida tarqaladi.

Bosim to'lqini samolyot oldinga siljish paytida havo zarralarining to'planishi natijasida yuzaga keladi. Samolyot subsonik tezlikda uchganda to'lqin samolyotdan tezroq harakat qiladi. Natijada, havo samolyot qanotlari yuzasidan to'siqsiz o'tishi ma'lum bo'ldi.

Endi tovush tezligida uchadigan samolyotni ko'rib chiqamiz. Samolyot oldida bosim to'lqini yo'q. Buning o'rniga qanot oldida bosim to'lqini paydo bo'ladi (chunki samolyot va bosim to'lqini bir xil tezlikda harakat qiladi).

Endi zarba to'lqini hosil bo'lib, bu samolyot qanotida katta yuklarni keltirib chiqaradi. "Ovoz to'sig'i" iborasi samolyotlar tovush tezligida ucha olishidan oldin paydo bo'lgan va bu tezlikda samolyot boshdan kechiradigan stresslarni tasvirlaydi deb o'ylangan. Bu "to'siq" deb hisoblangan.

Ammo tovush tezligi umuman to'siq emas! Muhandislar va samolyot dizaynerlari yangi yuklar muammosini engishdi. Qadimgi qarashlardan qolgan narsa shundaki, samolyot tovushdan yuqori tezlikda uchganda zarba to'lqini ta'sir qiladi.

"Ovoz to'sig'i" atamasi samolyot ma'lum tezlikda harakatlanayotganda yuzaga keladigan sharoitlarni noto'g'ri ta'riflaydi. Samolyot tovush tezligiga yetganda, "to'siq" kabi bir narsa paydo bo'ladi, deb o'ylash mumkin - lekin bunday bo'lmaydi!

Bularning barchasini tushunish uchun past, normal tezlikda uchayotgan samolyotni ko'rib chiqing. Samolyot oldinga siljiganida, samolyot oldida siqish to'lqini hosil bo'ladi. U havo zarralarini siqib chiqaradigan samolyotning oldinga siljishi natijasida hosil bo'ladi.

Bu to'lqin tovush tezligida samolyotdan oldinda harakat qiladi. Va uning tezligi, yuqorida aytganimizdek, past tezlikda uchadigan samolyot tezligidan yuqori. Samolyotdan oldinda harakatlanayotgan bu to'lqin havo oqimlarini samolyot tekisligi bo'ylab harakatlanishiga majbur qiladi.

Endi tasavvur qiling-a, samolyot tovush tezligida uchmoqda. Samolyotdan oldin siqilish to'lqinlari hosil bo'lmaydi, chunki tekislik ham, to'lqinlar ham bir xil tezlikka ega. Shuning uchun to'lqin qanotlar oldida hosil bo'ladi.

Natijada, zarba to'lqini paydo bo'lib, samolyot qanotlarida katta yuklarni hosil qiladi. Samolyotlar tovush to'sig'iga yetib borishi va undan oshib ketishidan oldin, bunday zarba to'lqinlari va G-kuchlari samolyot uchun to'siq - "tovush to'sig'i" ga o'xshash narsani yaratadi deb ishonishgan. Biroq, hech qanday tovush to'sig'i yo'q edi, chunki aviatsiya muhandislari buning uchun maxsus samolyot dizaynini ishlab chiqdilar.

Aytgancha, samolyot "tovush to'sig'i" dan o'tganda biz eshitadigan kuchli "zarba" - bu biz yuqorida aytib o'tgan zarba to'lqini - samolyot tezligi va siqish to'lqini teng bo'lganda.

Ovoz to'sig'idan o'tdi :-)...

Mavzu haqida gapirishni boshlashdan oldin, keling, tushunchalarning to'g'riligi haqidagi savolga biroz aniqlik kiritaylik (menga nima yoqadi :-)). Hozirgi vaqtda ikkita atama juda keng qo'llaniladi: tovush to'sig'i Va tovushdan tez to'siq. Ular o'xshash, ammo baribir bir xil emas. Biroq, ayniqsa qat'iy bo'lishning ma'nosi yo'q: mohiyatiga ko'ra, ular bir xil narsadir. Ovoz to'sig'ining ta'rifi ko'pincha bilimdon va aviatsiyaga yaqinroq bo'lgan odamlar tomonidan qo'llaniladi. Va ikkinchi ta'rif odatda hammadir.

Menimcha, fizika nuqtai nazaridan (va rus tili :-)) tovush to'sig'ini aytish to'g'riroq. Bu erda oddiy mantiq bor. Axir, tovush tezligi tushunchasi bor, lekin, qat'iy aytganda, tovushdan tez tezlikning qat'iy tushunchasi yo'q. Bir oz oldinga qarab, aytamanki, samolyot tovushdan yuqori tezlikda uchganda, u allaqachon bu to'siqdan o'tib ketgan va uni bosib o'tganda (engib o'tganda) u tovush tezligiga teng (va emas) ma'lum bir chegara tezligidan o'tadi. tovushdan tez).

Shunga o'xshash narsa :-). Bundan tashqari, birinchi tushuncha ikkinchisiga qaraganda kamroq qo'llaniladi. Buning sababi, tovushdan yuqori so'z yanada ekzotik va jozibali ko'rinadi. Va tovushdan tez parvozda ekzotik albatta mavjud va, tabiiyki, ko'pchilikni o'ziga jalb qiladi. Biroq, hamma ham so'zlarni yoqtirmaydi " tovushdan tez to'siq“Ular aslida nima ekanligini tushunishadi. Men forumlarni ko'rib, maqolalarni o'qiganimda, hatto televizor ko'rganimda ham bunga bir necha bor amin bo'lganman.

Bu savol aslida fizika nuqtai nazaridan ancha murakkab. Lekin, albatta, biz murakkablik bilan bezovtalanmaymiz. Biz odatdagidek vaziyatni "barmoqlaringizdagi aerodinamikani tushuntirish" tamoyilidan foydalangan holda aniqlashtirishga harakat qilamiz :-).

Demak, to‘siqqa (tovush :-))!... Parvoz qilayotgan samolyot havo kabi elastik muhitda harakat qilib, tovush to‘lqinlarining kuchli manbaiga aylanadi. O'ylaymanki, hamma havodagi tovush to'lqinlari nima ekanligini biladi :-).

Ovoz to'lqinlari (tyuning vilka).

Bu tovush manbasidan turli yo'nalishlarda tarqaladigan siqilish va kamdan-kam uchraydigan maydonlarning almashinishi. Suvdagi doiralarga o'xshash narsa, ular ham to'lqinlardir (faqat tovushli emas :-)). Aynan mana shu sohalar quloq pardasiga ta'sir qilib, bu dunyoning barcha tovushlarini, ya'ni inson shivirlaridan tortib reaktiv dvigatellarning shovqinigacha eshitish imkonini beradi.

Ovoz to'lqinlariga misol.

Ovoz to'lqinlarining tarqalish nuqtalari samolyotning turli qismlari bo'lishi mumkin. Masalan, dvigatel (uning ovozi hammaga ma'lum :-)) yoki tana qismlari (masalan, ta'zim), ular harakatlanayotganda ularning oldidagi havoni siqib, oldinga siljishda ma'lum turdagi bosim (siqilish) to'lqinini hosil qiladi.

Bu tovush to'lqinlarining barchasi havoda bizga ma'lum bo'lgan tovush tezligida tarqaladi. Ya'ni, agar samolyot subsonik bo'lsa va hatto past tezlikda uchsa, ular undan qochib ketganga o'xshaydi. Natijada, bunday samolyot yaqinlashganda, biz birinchi navbatda uning ovozini eshitamiz, keyin esa uning o'zi uchib ketadi.

Ammo, agar samolyot juda balandda uchmasa, bu to'g'ri ekanligini ta'kidlayman. Axir, tovush tezligi yorug'lik tezligi emas :-). Uning kattaligi unchalik katta emas va tovush to'lqinlari tinglovchiga etib borishi uchun vaqt kerak. Shuning uchun tinglovchi va samolyot uchun tovush ko'rinishi tartibi, agar u baland balandlikda uchsa, o'zgarishi mumkin.

Va tovush unchalik tez emasligi sababli, o'z tezligining oshishi bilan samolyot chiqaradigan to'lqinlarni quvib yeta boshlaydi. Ya'ni, agar u harakatsiz bo'lsa, unda to'lqinlar shaklda undan ajralib chiqadi konsentrik doiralar otilgan tosh tufayli suv ustidagi to'lqinlar kabi. Va samolyot harakatlanayotganligi sababli, bu doiralarning parvoz yo'nalishiga mos keladigan sektorida to'lqinlar chegaralari (ularning old tomonlari) bir-biriga yaqinlasha boshlaydi.

Tananing subsonik harakati.

Shunga ko'ra, samolyot (uning burni) va eng birinchi (bosh) to'lqinining old qismi o'rtasidagi bo'shliq (ya'ni, bu bosqichma-bosqich, ma'lum darajada tormozlanish sodir bo'ladigan maydondir. bepul oqim samolyotning burni (qanoti, dumi) bilan uchrashganda va natijada, bosim va haroratning oshishi) qisqarishni boshlaydi va qanchalik tez bo'lsa, parvoz tezligi shunchalik yuqori bo'ladi.

Vaqt keladiki, bu bo'shliq deyarli yo'qoladi (yoki minimal bo'lib), maxsus turdagi maydonga aylanadi zarba to'lqini. Bu parvoz tezligi tovush tezligiga yetganda sodir bo'ladi, ya'ni samolyot chiqaradigan to'lqinlar bilan bir xil tezlikda harakat qiladi. Mach soni birlikka teng (M=1).

Tananing tovushli harakati (M=1).

Shok zarbasi, muhitning juda tor hududi (taxminan 10 -4 mm), u orqali o'tayotganda endi asta-sekin emas, balki ushbu muhitning parametrlarida keskin (sakrashga o'xshash) o'zgarishlar yuz beradi - tezlik, bosim, harorat, zichlik. Bizning holatlarimizda tezlik pasayadi, bosim, harorat va zichlik oshadi. Shuning uchun ism - zarba to'lqini.

Bularning barchasi haqida biroz soddalashtirilgan tarzda aytmoqchiman. Ovozdan yuqori oqimni keskin sekinlashtirish mumkin emas, lekin buni qilish kerak, chunki o'rtacha subsonik tezlikda bo'lgani kabi, samolyotning eng burun qismidagi oqim tezligiga asta-sekin tormozlash imkoniyati endi yo'q. Samolyotning burni (yoki qanotning uchi) oldida subsonik qismga duch kelganga o'xshaydi va tor sakrashga tushib, unga ega bo'lgan katta harakat energiyasini uzatadi.

Aytgancha, biz buning aksini aytishimiz mumkin: samolyot tovushdan tez oqimni sekinlashtirish uchun o'z energiyasining bir qismini zarba to'lqinlarining shakllanishiga o'tkazadi.

Supersonik tana harakati.

Shok to'lqinining yana bir nomi bor. Samolyot bilan kosmosda harakatlanayotganda, u yuqorida aytib o'tilgan atrof-muhit parametrlarining (ya'ni havo oqimi) keskin o'zgarishining old qismini ifodalaydi. Va bu zarba to'lqinining mohiyatidir.

Shok zarbasi va zarba to'lqini, umuman olganda, ekvivalent ta'riflardir, ammo aerodinamikada birinchisi ko'proq qo'llaniladi.

Zarba to'lqini (yoki zarba to'lqini) parvoz yo'nalishiga amalda perpendikulyar bo'lishi mumkin, bu holda ular fazoda taxminan aylana shaklini oladi va to'g'ri chiziqlar deb ataladi. Bu odatda M=1 ga yaqin rejimlarda sodir bo'ladi.

Tana harakati rejimlari. ! - subsonik, 2 - M=1, tovushdan tez, 4 - zarba to'lqini (zarba to'lqini).

M > 1 raqamlarida ular allaqachon parvoz yo'nalishiga burchak ostida joylashgan. Ya'ni, samolyot allaqachon o'z ovozidan oshib ketgan. Bunday holda, ular qiya deb ataladi va kosmosda ular konusning shaklini oladi, aytmoqchi, Mach konusi deb ataladi, u tovushdan tez oqimlarni o'rgangan olim nomi bilan atalgan (ulardan birida uni eslatib o'tgan).

Mach konusi.

Ushbu konusning shakli (uning "nozikligi") aniq M soniga bog'liq va u bilan bog'liq: M = 1/sin a, bu erda a - konusning o'qi va uning o'qi orasidagi burchak. generatrix. Va konusning yuzasi barcha tovush to'lqinlarining jabhalariga tegib turadi, ularning manbai samolyot bo'lgan va u "quvib o'tib", supersonik tezlikka erishadi.

Bundan tashqari zarba to'lqinlari ham bo'lishi mumkin ilova qilingan, ular tovushdan yuqori tezlikda harakatlanadigan jismning yuzasiga qo'shni bo'lganda yoki ular tana bilan aloqa qilmasa, uzoqlashsa.

Har xil shakldagi jismlar atrofida tovushdan tez oqim paytida zarba to'lqinlarining turlari.

Odatda, agar tovushdan yuqori oqim har qanday uchli sirt atrofida oqsa, zarbalar biriktiriladi. Samolyot uchun, masalan, bu uchli burun, yuqori bosimli havo olish yoki havo olishning o'tkir qirrasi bo'lishi mumkin. Shu bilan birga, ular "sakrash o'tiradi" deyishadi, masalan, burunga.

Va ajratilgan zarba yumaloq yuzalar, masalan, qanotning qalin havo plyonkasining oldingi yumaloq chetida oqayotganda paydo bo'lishi mumkin.

Samolyot tanasining turli qismlari parvoz paytida zarba to'lqinlarining ancha murakkab tizimini yaratadi. Biroq, ularning eng qizg'inlari ikkitadir. Ulardan biri kamon ustidagi bosh, ikkinchisi esa quyruq elementlarida joylashgan. Samolyotdan bir oz masofada, oraliq zarbalar boshga etib boradi va u bilan birlashadi yoki quyruq ularni ushlaydi.

Shamol tunnelida tozalash paytida samolyot modelidagi zarba zarbalari (M=2).

Natijada, ikkita sakrash qoladi, ular umuman er yuzidagi kuzatuvchi tomonidan parvoz balandligi bilan solishtirganda samolyotning kichik o'lchamlari va shunga mos ravishda ular orasidagi qisqa vaqt oralig'i tufayli bitta sifatida qabul qilinadi.

Zarba to'lqinining (zarba to'lqinining) intensivligi (boshqacha aytganda, energiya) turli parametrlarga (samolyot tezligi, uning konstruktiv xususiyatlari, atrof-muhit sharoitlari va boshqalar) bog'liq bo'lib, uning old qismidagi bosimning pasayishi bilan belgilanadi.

Mach konusining tepasidan, ya'ni samolyotdan uzoqlashganda, buzilish manbai sifatida zarba to'lqini zaiflashadi, asta-sekin oddiy tovush to'lqiniga aylanadi va oxir-oqibat butunlay yo'qoladi.

Va u qanchalik intensivlikka ega bo'ladi zarba to'lqini(yoki zarba to'lqinining) erga etib borishi u erda hosil qilishi mumkin bo'lgan ta'sirga bog'liq. Hech kimga sir emaski, taniqli "Konkord" faqat Atlantika okeani ustidan tovushdan yuqori tezlikda uchib o'tdi va harbiy tovushdan tez uchadigan samolyotlar baland balandliklarda yoki aholi punktlari bo'lmagan joylarda (hech bo'lmaganda ular buni qilishlari kerak bo'lganga o'xshaydi :-) ).

Bu cheklovlar juda asosli. Men uchun, masalan, zarba to'lqinining ta'rifi portlash bilan bog'liq. Va etarlicha kuchli zarba to'lqini qila oladigan narsalar unga mos kelishi mumkin. Hech bo'lmaganda derazalardagi oyna osongina uchib ketishi mumkin. Buning dalillari etarli (ayniqsa, Sovet aviatsiyasi tarixida, u juda ko'p va parvozlar qizg'in bo'lganida). Ammo siz bundan ham yomonroq narsalarni qilishingiz mumkin. Siz shunchaki pastroqqa uchishingiz kerak :-)…

Biroq, ko'pincha, zarba to'lqinlari erga etib kelganida qolgan narsalar endi xavfli emas. Yerdagi faqat tashqi kuzatuvchi shovqin yoki portlashga o'xshash tovushni eshitishi mumkin. Aynan shu haqiqat bilan bitta keng tarqalgan va doimiy noto'g'ri tushuncha bog'liq.

Aviatsiya fanida unchalik tajribaga ega bo'lmagan odamlar bunday tovushni eshitib, samolyot engib o'tganini aytishadi tovush to'sig'i (tovushdan tez to'siq). Aslida bu haqiqat emas. Bu bayonot kamida ikkita sababga ko'ra haqiqatga hech qanday aloqasi yo'q.

Shok to'lqini (zarba to'lqini).

Birinchidan, agar yerda bo'lgan odam osmonda baland bo'kirishni eshitsa, bu faqat (takrorlayman :-)) uning quloqlariga etib kelganligini anglatadi. zarba to'lqini old tomoni(yoki zarba to'lqini) qayergadir uchayotgan samolyotdan. Bu samolyot allaqachon tovushdan yuqori tezlikda uchmoqda va shunchaki unga o'tmagan.

Va agar o'sha odam to'satdan o'zini samolyotdan bir necha kilometr oldinda topsa, u yana o'sha samolyotdan o'sha tovushni eshitadi, chunki u samolyot bilan harakatlanadigan bir xil zarba to'lqiniga duchor bo'ladi.

U tovushdan yuqori tezlikda harakat qiladi va shuning uchun jimgina yaqinlashadi. Va u quloq pardalariga har doim ham yoqimli ta'sir ko'rsatmagandan so'ng (bu yaxshi, faqat ularda :-)) va xavfsiz o'tib ketgandan so'ng, ishlaydigan dvigatellarning shovqini eshitiladi.

Saab 35 "Draken" qiruvchisi misolida Mach sonining turli qiymatlarida samolyotning taxminiy parvoz diagrammasi. Til, afsuski, nemis tilidir, lekin sxema umuman tushunarli.

Bundan tashqari, tovushdan yuqori tovushga o'tishning o'zi bir martalik "bomlar", portlashlar, portlashlar va boshqalar bilan birga kelmaydi. Zamonaviy tovushdan tez uchuvchi samolyotda uchuvchi ko'pincha bunday o'tish haqida faqat asboblar o'qishlaridan bilib oladi. Biroq, bu holatda, ma'lum bir jarayon sodir bo'ladi, lekin ma'lum bir uchuvchilik qoidalari kuzatilsa, bu unga amalda ko'rinmaydi.

Lekin bu hammasi emas :-). Men ko'proq aytaman. samolyot suyanadigan va "teshilishi" kerak bo'lgan qandaydir aniq, og'ir, kesib o'tish qiyin bo'lgan to'siq shaklida (men bunday hukmlarni eshitganman :-)) mavjud emas.

Qat'iy aytganda, hech qanday to'siq yo'q. Bir vaqtlar, aviatsiyada yuqori tezliklar paydo bo'lishining boshida, bu kontseptsiya tovushdan tez tezlikka o'tish va unga uchish qiyinligi haqidagi psixologik e'tiqod sifatida shakllangan. Hatto bunday e'tiqod va bayonotlar uchun shartlar juda aniq bo'lganligi sababli, bu umuman mumkin emasligi haqida bayonotlar mavjud edi.

Biroq, birinchi navbatda, birinchi narsa ...

Aerodinamikada yana bir atama mavjud bo'lib, u bu oqimda harakatlanadigan va tovushdan tez harakatlanadigan jismning havo oqimi bilan o'zaro ta'sir qilish jarayonini juda aniq tavsiflaydi. Bu to'lqin inqirozi. U an'anaviy ravishda kontseptsiya bilan bog'liq bo'lgan ba'zi yomon ishlarni qiladi tovush to'sig'i.

Shunday qilib, inqiroz haqida bir narsa :-). Har qanday samolyot qismlardan iborat bo'lib, ular atrofida havo oqimi parvoz paytida bir xil bo'lmasligi mumkin. Keling, masalan, qanotni, aniqrog'i oddiy klassikani olaylik subsonik profil.

U qanday shakllanganligi haqidagi asosiy bilimlardan ko'tarmoq Biz yaxshi bilamizki, profilning yuqori kavisli yuzasining qo'shni qatlamidagi oqim tezligi boshqacha. Profil ko'proq konveks bo'lsa, u umumiy oqim tezligidan kattaroqdir, keyin profil tekislanganda u kamayadi.

Qanot oqimda tovush tezligiga yaqin tezlikda harakat qilganda, bunday qavariq maydonda, masalan, oqimning umumiy tezligidan allaqachon kattaroq bo'lgan havo qatlamining tezligi paydo bo'lishi mumkin. tovushli va hatto supersonik.

To'lqin inqirozi paytida transonikada yuzaga keladigan mahalliy zarba to'lqini.

Profil bo'ylab bu tezlik pasayadi va bir nuqtada yana subsonik bo'ladi. Ammo, yuqorida aytganimizdek, tovushdan tez oqim tezda sekinlasha olmaydi, shuning uchun paydo bo'ladi zarba to'lqini.

Bunday zarbalar tekislangan yuzalarning turli joylarida paydo bo'ladi va dastlab ular juda zaif, ammo ularning soni ko'p bo'lishi mumkin va umumiy oqim tezligining oshishi bilan tovushdan tez zonalar ko'payadi, zarbalar "kuchliroq bo'ladi" va siljiydi. profilning orqa tomoni. Keyinchalik profilning pastki yuzasida bir xil zarba to'lqinlari paydo bo'ladi.

Qanot profili atrofida to'liq supersonik oqim.

Bularning barchasi nimani anglatadi? Mana nima. Birinchidan- bu muhim aerodinamik qarshilikning oshishi transonik tezlik oralig'ida (taxminan M=1, ko'proq yoki kamroq). Ushbu qarshilik uning tarkibiy qismlaridan birining keskin o'sishi tufayli o'sib boradi - to'lqin qarshiligi. Subsonik tezlikda parvozlarni ko'rib chiqishda biz ilgari hisobga olmagan narsa.

Yuqorida aytib o'tganimdek, tovushdan yuqori oqimning sekinlashishi paytida ko'plab zarba to'lqinlarini (yoki zarba to'lqinlarini) hosil qilish uchun energiya behuda sarflanadi va u samolyot harakatining kinetik energiyasidan olinadi. Ya'ni, samolyot shunchaki sekinlashadi (va juda sezilarli!). Bu shunday to'lqin qarshiligi.

Bundan tashqari, zarba to'lqinlari, ulardagi oqimning keskin sekinlashishi tufayli, o'z orqasidagi chegara qatlamining ajralishiga va uning laminardan turbulentga aylanishiga yordam beradi. Bu aerodinamik qarshilikni yanada oshiradi.

Turli xil Mach raqamlarida profilning shishishi Shok zarbalari, mahalliy tovushdan yuqori zonalar, turbulent zonalar.

Ikkinchi. Qanot profilida mahalliy tovushdan yuqori zonalarning paydo bo'lishi va ularning oqim tezligining oshishi bilan profilning quyruq qismiga siljishi va shu bilan profildagi bosimning taqsimlanish sxemasini o'zgartirishi tufayli aerodinamik kuchlarni qo'llash nuqtasi (markaz). bosim) ham orqa tarafga siljiydi. Natijada paydo bo'ladi sho'ng'in vaqti samolyotning massa markaziga nisbatan, bu uning burnini tushirishiga olib keladi.

Bularning barchasi nimaga olib keladi... Aerodinamik qarshilikning keskin ortishi tufayli samolyot sezilarli kuch talab qiladi. dvigatel quvvati zaxirasi transonik zonani yengib o'tish va aytganda, haqiqiy supersonik tovushga erishish.

To'lqin qarshiligining kuchayishi tufayli transonikada (to'lqin inqirozi) aerodinamik qarshilikning keskin oshishi. Sd - qarshilik koeffitsienti.

Keyinchalik. Sho'ng'in momentining paydo bo'lishi tufayli balandlikni boshqarishda qiyinchiliklar paydo bo'ladi. Bundan tashqari, zarba to'lqinlari bilan mahalliy supersonik zonalarning paydo bo'lishi bilan bog'liq jarayonlarning buzilishi va notekisligi tufayli, nazorat qilish qiyinlashadi. Misol uchun, rulonda, chap va o'ng tekisliklarda turli jarayonlar tufayli.

Bundan tashqari, mahalliy turbulentlik tufayli ko'pincha juda kuchli tebranishlar paydo bo'ladi.

Umuman olganda, zavqlarning to'liq to'plami, deyiladi to'lqin inqirozi. Ammo, haqiqat shundaki, ularning barchasi tovushdan yuqori tezlikka erishish uchun odatiy subsonik samolyotlardan (qalin tekis qanot profilli) foydalanganda sodir bo'ladi (bor edi, aniq :-)).

Dastlab, hali etarli bilim bo'lmaganida va tovushdan yuqori tezlikka erishish jarayonlari har tomonlama o'rganilmaganda, bu to'plam deyarli engib bo'lmas deb hisoblangan va shunday nomlangan. tovush to'sig'i(yoki tovushdan tez to'siq, Agar xohlasang:-)).

An'anaviy pistonli samolyotlarda tovush tezligini engib o'tishga urinayotganda ko'plab fojiali hodisalar yuz berdi. Kuchli tebranish ba'zan strukturaning buzilishiga olib keldi. Samolyotlar kerakli tezlanish uchun yetarli quvvatga ega emas edi. Gorizontal parvozda xuddi shunday xususiyatga ega bo'lgan effekt tufayli bu mumkin emas edi to'lqin inqirozi.

Shuning uchun, tezlashtirish uchun sho'ng'in ishlatilgan. Ammo bu halokatli bo'lishi mumkin edi. To'lqin inqirozi paytida paydo bo'lgan sho'ng'in lahzasi sho'ng'inni uzaytirdi va ba'zida undan chiqishning iloji yo'q edi. Axir, nazoratni tiklash va to'lqin inqirozini bartaraf etish uchun tezlikni kamaytirish kerak edi. Ammo sho'ng'inda buni qilish juda qiyin (agar imkonsiz bo'lmasa).

Gorizontal parvozdan sho'ng'in qilish SSSRda 1943 yil 27 mayda suyuq raketali dvigatelli mashhur eksperimental qiruvchi BI-1 falokatining asosiy sabablaridan biri hisoblanadi. Sinovlar maksimal parvoz tezligi bo'yicha o'tkazildi va konstruktorlarning hisob-kitoblariga ko'ra, erishilgan tezlik 800 km/soatdan oshdi. Shundan so'ng sho'ng'inda kechikish yuz berdi, undan samolyot tiklanmadi.

Eksperimental qiruvchi BI-1.

Bizning vaqtda to'lqin inqirozi allaqachon juda yaxshi o'rganilgan va engib o'tilgan tovush to'sig'i(agar kerak bo'lsa :-)) qiyin emas. Juda yuqori tezlikda uchish uchun mo'ljallangan samolyotlarda ularning parvozini osonlashtirish uchun ma'lum dizayn echimlari va cheklovlar qo'llaniladi.

Ma'lumki, to'lqin inqirozi birga yaqin M sonidan boshlanadi. Shuning uchun deyarli barcha subsonik reaktiv samolyotlar (xususan, yo'lovchilar) parvozga ega M soniga cheklov. Odatda u 0,8-0,9 M mintaqada bo'ladi. Buni kuzatish uchuvchiga topshiriladi. Bundan tashqari, ko'plab samolyotlarda, chegara darajasiga erishilganda, undan keyin parvoz tezligini kamaytirish kerak.

Kamida 800 km/soat va undan yuqori tezlikda uchadigan deyarli barcha samolyotlar mavjud supurilgan qanot(hech bo'lmaganda oldingi chetida :-)). Bu sizga hujum boshlanishini kechiktirishga imkon beradi to'lqin inqirozi M=0,85-0,95 ga mos keladigan tezliklargacha.

Supurilgan qanot. Asosiy harakat.

Ushbu ta'sirning sababini juda oddiy tushuntirish mumkin. To'g'ri qanotda havo oqimi V tezligi bilan u deyarli to'g'ri burchak ostida va ma'lum bir toymasin b burchagida supurilgan burchakka (supurish burchagi ch) yaqinlashadi. V tezlikni vektoriy ravishda ikkita oqimga ajratish mumkin: Vt va Vn.

Vt oqimi qanotdagi bosim taqsimotiga ta'sir qilmaydi, lekin Vn oqimi qanotning yuk ko'tarish xususiyatlarini aniq belgilaydi. Va u ochiq-oydin umumiy oqimining kattaligi kichikroq V. Shuning uchun, supurilgan qanotda, to'lqin inqirozining boshlanishi va kuchayishi. to'lqin qarshiligi bir xil erkin oqim tezligida tekis qanotga qaraganda ancha kechroq sodir bo'ladi.

Eksperimental qiruvchi E-2A (MIG-21 dan oldingi). Odatiy supurilgan qanot.

Supurilgan qanotning modifikatsiyalaridan biri qanotli qanot edi superkritik profil(uni eslatib o'tdi). Bu, shuningdek, to'lqin inqirozining boshlanishini yuqori tezlikka o'tkazish imkonini beradi va qo'shimcha ravishda, yo'lovchi samolyotlari uchun muhim bo'lgan samaradorlikni oshirishga imkon beradi.

SuperJet 100. O'ta kritik profilli supurilgan qanot.

Agar samolyot o'tish uchun mo'ljallangan bo'lsa tovush to'sig'i(o'tish va to'lqin inqirozi ham :-)) va tovushdan tez parvoz, odatda har doim ma'lum dizayn xususiyatlarida farqlanadi. Xususan, odatda bor yupqa qanotli profil va o'tkir qirralar bilan empennaj(shu jumladan olmos shaklidagi yoki uchburchak) va rejadagi ma'lum qanot shakli (masalan, to'lib toshgan uchburchak yoki trapezoidal va boshqalar).

Tez ovozli MIG-21. E-2A kuzatuvchisi. Oddiy delta qanoti.

MIG-25. Ovozdan tez parvoz qilish uchun mo'ljallangan odatiy samolyotga misol. Yupqa qanot va quyruq profillari, o'tkir qirralar. Trapezoidal qanot. profil

Maqolni o'tkazish tovush to'sig'i, ya'ni bunday samolyotlar tovushdan tez tezlikka o'tishni amalga oshiradi dvigatelning kuyishdan keyingi ishlashi aerodinamik qarshilikning oshishi tufayli va, albatta, zonadan tezda o'tish uchun to'lqin inqirozi. Va bu o'tishning o'zi ko'pincha hech qanday tarzda (takrorlayman :-)) uchuvchi tomonidan ham (u faqat kabinadagi ovoz bosimining pasayishiga duch kelishi mumkin) yoki tashqi kuzatuvchi tomonidan sezilmaydi, agar , albatta, u buni kuzatishi mumkin edi :-).

Biroq, bu erda tashqi kuzatuvchilar bilan bog'liq yana bir noto'g'ri tushunchani eslatib o'tish kerak. Shubhasiz, ko'pchilik bunday fotosuratlarni ko'rgan bo'lib, ularning tagida samolyot engib o'tish vaqti ekanligi aytiladi. tovush to'sig'i, ta'bir joiz bo'lsa, ingl.

Prandtl-Gloert effekti. Ovoz to'sig'ini buzishni o'z ichiga olmaydi.

Birinchidan, biz allaqachon bilamizki, hech qanday tovush to'sig'i yo'q va tovushdan yuqori tezlikka o'tishning o'zi hech qanday g'ayrioddiy narsa (shu jumladan portlash yoki portlash) bilan birga kelmaydi.

Ikkinchidan. Fotosuratda biz ko'rgan narsa shunday deb ataladi Prandtl-Gloert effekti. Men u haqida allaqachon yozganman. Bu hech qanday tarzda tovushdan yuqori tezlikka o'tish bilan bevosita bog'liq emas. Shunchaki, yuqori tezlikda (subsonik, aytmoqchi :-)) samolyot o'zining oldida ma'lum bir havo massasini harakatga keltirib, uning orqasida ma'lum miqdordagi havo hosil qiladi. kamdan-kam uchraydigan hudud. Parvozdan so'ng darhol bu hudud yaqin atrofdagi tabiiy makondan havo bilan to'ldirila boshlaydi. hajmning oshishi va haroratning keskin pasayishi.

Agar havo namligi etarli va harorat atrofdagi havoning shudring nuqtasidan pastga tushadi, keyin namlik kondensatsiyasi tuman ko'rinishidagi suv bug'idan, biz ko'ramiz. Sharoitlar asl darajaga qaytishi bilan bu tuman darhol yo'qoladi. Bu butun jarayon juda qisqa muddatli.

Yuqori transonik tezlikda bu jarayon mahalliy tomonidan osonlashtirilishi mumkin zarba to'lqinlari Men, ba'zan samolyot atrofida yumshoq konus kabi narsalarni shakllantirishga yordam beraman.

Yuqori tezliklar bu hodisani qo'llab-quvvatlaydi, ammo havo namligi etarli bo'lsa, u juda past tezlikda sodir bo'lishi mumkin (va sodir bo'ladi). Masalan, suv omborlari yuzasidan. Aytgancha, ko'pchilik chiroyli suratlar bunday tabiat samolyot tashuvchisi bortida, ya'ni juda nam havoda qilingan.

Bu shunday ishlaydi. Kadrlar, albatta, ajoyib, tomosha ajoyib :-), lekin bu ko'pincha deyiladigan narsa emas. bunga umuman aloqasi yo'q (va tovushdan tez to'siq Bir xil:-)). Va bu yaxshi, menimcha, aks holda bunday fotosurat va videoni olgan kuzatuvchilar xursand bo'lmasligi mumkin. Shok to'lqini, bilasizmi:-)…

Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, bitta video bor (men bundan oldin ham foydalanganman), uning mualliflari tovushdan yuqori tezlikda past balandlikda uchayotgan samolyotdan zarba to'lqinining ta'sirini ko'rsatadilar. Albatta, u erda ma'lum bir mubolag'a bor :-), lekin umumiy tamoyil tushunarli. Va yana ta'sirli :-)…

Bugun hammasi shu. Maqolani oxirigacha o'qiganingiz uchun tashakkur :-). Keyingi safargacha ...

Rasmlarni bosish mumkin.