Hva tenker vi på når vi hører uttrykket "lydmur"? En viss grense og barriere, overvinnelse som kan påvirke hørsel og velvære alvorlig. Vanligvis er lydmuren forbundet med erobringen av luftrommet og yrket som pilot.
Å overvinne denne barrieren kan provosere utviklingen av kroniske sykdommer, smertesyndromer og allergiske reaksjoner. Er disse oppfatningene korrekte eller er de stereotypier? Har de et saklig grunnlag? Hva er en lydbarriere? Hvordan og hvorfor oppstår det? Alt dette og noen ekstra nyanser, samt historiske fakta knyttet til dette konseptet, vil vi prøve å finne ut av i denne artikkelen.
Denne mystiske vitenskapen er aerodynamikk
I vitenskapen om aerodynamikk, designet for å forklare fenomenene som følger med bevegelsen til et
fly, er det konseptet "lydbarriere". Dette er en radfenomener som oppstår under bevegelse av supersoniske fly eller missiler som beveger seg med hastigheter nær lydens hastighet eller høyere.
Hva er en sjokkbølge?
Under den supersoniske strømmen rundt apparatet oppstår det en sjokkbølge i vindtunnelen. Sporene kan sees selv med det blotte øye. På bakken er de merket med en gul strek. Utenfor kjeglen til sjokkbølgen, foran den gule linjen, på bakken, er ikke flyet engang hørbart. Ved en hastighet som overstiger lyden, utsettes kroppene for en strømning rundt lydstrømmen, som medfører en sjokkbølge. Det kan være mer enn én, avhengig av formen på kroppen.
Sjokkbølgetransformasjon
Forsiden av sjokkbølgen, som noen ganger kalles sjokkbølgen, har en ganske liten tykkelse, som likevel gjør det mulig å spore de brå endringene i strømmens egenskaper, en nedgang i dens hastighet ift. kroppen og en tilsvarende økning i trykket og temperaturen til gassen i strømmen. I dette tilfellet blir den kinetiske energien delvis omdannet til den indre energien til gassen. Antallet av disse endringene avhenger direkte av hastigheten på den supersoniske strømmen. Når sjokkbølgen beveger seg bort fra apparatet, avtar trykkfallet og sjokkbølgen omdannes til lyd. Hun kan nå en utenforstående observatør som vil høre en karakteristisk lyd som ligner en eksplosjon. Det er en oppfatning at dette indikerer at enheten har nådd lydhastigheten når lydmuren blir etterlatt av flyet.
Hva skjer egentlig?
Det såk alte øyeblikketå overvinne lydmuren i praksis er passasjen av en sjokkbølge med en voksende rumling av flymotorer. Nå er enheten foran den medfølgende lyden, så summingen fra motoren vil høres etter den. Å nærme seg flyhastigheten til lydhastigheten ble mulig under andre verdenskrig, men samtidig noterte piloter alarmsignaler i driften av fly.
Etter krigens slutt forsøkte mange flydesignere og piloter å nå lydens hastighet og bryte lydmuren, men mange av disse forsøkene endte tragisk. Pessimistiske forskere hevdet at denne grensen ikke kunne overskrides. På ingen måte eksperimentelt, men vitenskapelig, var det mulig å forklare begrepet "lydbarriere" og finne måter å overvinne det på.
Utledede anbefalinger for sikker flyging
Sikkere flyginger i transoniske og supersoniske hastigheter er mulig hvis en bølgekrise unngås, hvis forekomst avhenger av flyets aerodynamiske parametere og flyhøyden. Overganger fra ett hastighetsnivå til et annet bør utføres så raskt som mulig ved bruk av etterbrenner, som vil bidra til å unngå en lang flytur i bølgekrisesonen. Bølgekrisen som begrep kom fra vanntransport. Det oppsto på tidspunktet for bevegelse av skip med en hastighet nær hastigheten til bølger på overflaten av vannet. Å komme inn i en bølgekrise innebærer vanskeligheter med å øke hastigheten, og hvis det er så enkelt som mulig å overvinne bølgekrisen, kan du nåplanings- eller glidemodus på vannoverflaten.
Historie i flykontroll
Den første personen som oppnår supersonisk flyhastighet på et eksperimentelt fly er den amerikanske piloten Chuck Yeager. Hans prestasjon er notert i historien 14. oktober 1947. På USSRs territorium ble lydmuren overvunnet 26. desember 1948 av Sokolovsky og Fedorov, som fløy et erfarent jagerfly.
Av de sivile flyene var Douglas DC-8 passasjerrute det første som brøt lydmuren, som 21. august 1961 nådde en hastighet på 1.012 Mach, eller 1262 km/t. Oppdraget var å samle inn data for vingedesign. Blant flyene ble verdensrekorden satt av et hypersonisk luft-til-bakke aeroballistisk missil, som er i tjeneste med den russiske hæren. I en høyde av 31,2 kilometer nådde raketten en hastighet på 6389 km/t.
50 år etter å ha brutt lydmuren i luften, gjorde engelskmannen Andy Green en lignende prestasjon i en bil. I fritt fall forsøkte amerikaneren Joe Kittinger å slå rekorden, som erobret en høyde på 31,5 kilometer. I dag, 14. oktober 2012, satte Felix Baumgartner verdensrekord, uten hjelp fra kjøretøy, i et fritt fall fra 39 kilometers høyde, og brøt lydmuren. Samtidig nådde hastigheten 1342,8 kilometer i timen.
Det mest uvanlige bruddet på lydmuren
Rart å tenke, men verdens første oppfinnelse,å overvinne denne grensen, var den vanlige pisken, som ble oppfunnet av de gamle kineserne for nesten 7 tusen år siden. Nesten frem til oppfinnelsen av øyeblikkelig fotografering i 1927, var det ingen som mistenkte at knekken til en pisk var en lydbom i miniatyr. En skarp sving danner en løkke, og hastigheten øker kraftig, noe som bekrefter klikket. Lydmuren overvinnes med en hastighet på ca. 1200 km/t.
Mysteriet med den mest støyende byen
Ikke rart at innbyggerne i småbyer blir sjokkert når de ser hovedstaden for første gang. Overfloden av transport, hundrevis av restauranter og underholdningssentre forvirrer og uroer. Begynnelsen av våren i hovedstaden er vanligvis datert til april, ikke den opprørske snøstormen mars. I april er himmelen klar, bekker renner og knopper åpner seg. Folk, lei av den lange vinteren, åpner vinduene på vidt gap mot solen, og gatestøy bryter inn i husene. Fugler kvitrer øredøvende på gaten, artister synger, blide elever reser dikt, for ikke å snakke om støyen i trafikkork og T-banen. Ansatte ved hygieneavdelinger bemerker at det er usunt å oppholde seg i en støyende by over lengre tid. Lydbakgrunnen til hovedstaden består av transport, luft, industri- og husholdningsstøy. Det mest skadelige er bare bilstøyen, da flyene flyr høyt nok, og støyen fra bedriftene løses opp i bygningene deres. Den konstante summingen av biler på spesielt travle motorveier overskrider alle tillatte normer to ganger. Hvordan overvinnes lydmuren i hovedstaden? Moskva er farlig på grunn av overflod av lyder, så innbyggere i hovedstaden installerer doble vinduer for å dempe støyen.
Hvordan brytes lydmuren?
Frem til 1947 var det ingen faktiske data om velvære til en person i cockpiten på et fly som flyr raskere enn lyd. Som det viste seg, krever det en viss styrke og mot å bryte lydmuren. Under flyturen blir det klart at det ikke er noen garantier for å overleve. Selv en profesjonell pilot kan ikke si sikkert om utformingen av flyet vil tåle angrep fra elementene. I løpet av få minutter kan flyet rett og slett falle fra hverandre. Hva forklarer dette? Det skal bemerkes at bevegelse i subsonisk hastighet skaper akustiske bølger som sprer seg som sirkler fra en f alt stein. Supersonisk hastighet vekker sjokkbølger, og en person som står på bakken hører en lyd som ligner på en eksplosjon. Uten kraftige datamaskiner var det vanskelig å løse komplekse differensialligninger, og man måtte stole på blåsende modeller i vindtunneler. Noen ganger, med utilstrekkelig akselerasjon av flyet, når sjokkbølgen en slik styrke at vinduer flyr ut av husene som flyet flyr over. Ikke alle vil være i stand til å overvinne lydbarrieren, for i dette øyeblikket rister hele strukturen, festingene til apparatet kan få betydelig skade. Derfor er god helse og følelsesmessig stabilitet så viktig for piloter. Hvis flyturen er jevn, og lydmuren overvinnes så raskt som mulig, vil verken piloten eller mulige passasjerer føle spesielt ubehagelige opplevelser. Spesielt for erobringen av lydmuren ble et forskningsfly bygget i januar 1946. Opprettelsen av maskinen varinitiert etter ordre fra Forsvarsdepartementet, men i stedet for våpen var den fylt med vitenskapelig utstyr som overvåket driften av mekanismer og enheter. Dette flyet var som et moderne kryssermissil med innebygd rakettmotor. Flyet brøt lydmuren med en maksimal hastighet på 2736 km/t.
Verbal og materielle monumenter til erobringen av lydens hastighet
Prestasjoner med å bryte lydmuren er høyt verdsatt i dag. Så, flyet som Chuck Yeager først overvant det på, er nå utstilt på National Air and Space Museum, som ligger i Washington. Men de tekniske parametrene til denne menneskelige oppfinnelsen ville vært lite verdt uten fordelene til piloten selv. Chuck Yeager gikk gjennom flyskolen og kjempet i Europa, hvoretter han returnerte til England. Den urettferdige suspensjonen fra å fly brøt ikke ånden til Yeager, og han fikk en avtale med den øverstkommanderende for Europas tropper. I årene som gjensto før krigens slutt, deltok Yeager i 64 torsjoner, hvor han skjøt ned 13 fly. Chuck Yeager kom tilbake til hjemlandet med rang som kaptein. Karakteristikkene hans indikerer fenomenal intuisjon, utrolig ro og utholdenhet i kritiske situasjoner. Mer enn én gang satte Yeager rekorder på flyet sitt. Hans senere karriere var i Luftforsvaret, hvor han trente piloter. Sist gang Chuck Yeager brøt lydmuren var 74 år gammel, som var på femtiårsdagen for flyhistorien hans og i 1997.
Kompliserte oppgaver for flyskapereenheter
Det verdensberømte MiG-15-flyet begynte å bli laget i det øyeblikket utviklerne innså at det var umulig å bare være basert på å bryte lydmuren, men komplekse tekniske problemer burde løses. Som et resultat ble en maskin laget så vellykket at dens modifikasjoner ble tatt i bruk av forskjellige land. Flere ulike designbyråer gikk inn i en slags konkurransekamp, hvis pris var patent på det mest vellykkede og funksjonelle flyet. Utviklet fly med feide vinger, som var en revolusjon i deres design. Det ideelle apparatet må være kraftig, raskt og utrolig motstandsdyktig mot ytre skader. De feide vingene til flyet ble et element som hjalp dem med å tredoble lydhastigheten. Videre fortsatte hastigheten til flyet å øke, noe som ble forklart av en økning i motorkraft, bruk av innovative materialer og optimalisering av aerodynamiske parametere. Å bryte lydmuren har blitt mulig og reelt selv for en ikke-profesjonell, men det blir ikke mindre farlig på grunn av dette, så enhver ekstremsøker bør fornuftig vurdere sine styrker før de bestemmer seg for et slikt eksperiment.
