Sikkert mange har hørt om den mystiske lydbarriere, som krigere og bombefly overvinder, samt supersoniske missiler. Hvad er denne barriere, kan den ses visuelt, og hvad er årsagen til den høje eksplosive lyd?
Hvad er en lydbarriere?
Lydbarriere inden for aerodynamik - dette er tekniske vanskeligheder, der opstår som et resultat af fænomener forbundet med bevægelse af et fly med en hastighed, der er lig med eller større end lydhastigheden.
Du er nødt til at forstå, at dette ikke er en reel hindring, som en flyvemaskine skal overvinde, som en slags usynlig mur, men snarere et abstrakt koncept. Det opstod på et tidspunkt, hvor luftfarten kun tænkte på fly, der kan køre i høj hastighed - supersonisk. Mange insisterede endda på, at sådanne resultater ikke kunne nås.
Hvad er lydhastigheden?
Lydens hastighed er den hastighed, hvormed elastiske bølger forplantes i et bestemt medium. Denne indikator varierer afhængigt af miljøet. For eksempel, lydens hastighed i luft - 331 m / s eller 1191,6 km / t.
At overvinde lydens hastighed
Hvordan overvindes lydbarrieren? Flyet starter og accelererer gradvist mere og mere. En supersonisk luftstrøm flyder omkring den, som et resultat af hvilken der dannes en bue i næsen chokbølge. Der kan være flere, afhængigt af flyets form.
I dette område stiger luftens tryk og densitet kraftigt. På et tidspunkt, hvor flyet overskrider lydens hastighed, passerer det gennem dette område, og der vises en høj pop-lyd, der ligner et skud. Piloten i cockpiten hører ingen lyde - han lærer kun at overvinde lydbarrieren af specielle sensorer. Ændringer i flystyring kan også ses.
En høj eksplosiv pop er en sonisk boom. Det kan høres stående på jordoverfladen, når flyet flyver i supersoniske hastigheder i nærheden. De chokbølger, den danner, kan visuelt repræsenteres i form af en kegle, der ledsager flyet. Den øverste del af keglen er placeret i buen. Bølger forplanter sig derfra over lange afstande.
Rygtet om en person, der står på jorden, samler grænserne for en given imaginær kegle. Et skarpt pres i pres opfattes som eksplosiv bomuld. Fra det øjeblik, man overvinder barrieren, ledsager konstant et akustisk chok flyet. Dog høres bomuld hver gang den flyver over et fast punkt på overfladen.
Da flyet bevæger sig hurtigere end lyd, hører observatøren først en pop og først derefter motorstøj.
Interessant fakta: overvinde af lydbarrieren er ofte forbundet med udseendet af en hvid sky i halens sektion af flyet. Det har dog intet at gøre med lydbarrieren. Dette er Prandtl-Gloert-effekten - fugtig kondensation umiddelbart bag et flyvende fly.
Problemer med supersonisk flyvning
Ligegyldigt hvor normalt et fly accelererer, vil det ikke være i stand til at flyve med supersonisk hastighed i lang tid. Subsoniske fly er glattere og mere afrundede. Og når man flyver i supersoniske hastigheder, opstår andre aerodynamiske forhold.
Luftmodstanden øges kraftigt, flyets krop opvarmes på grund af friktion. Som et resultat vil et almindeligt fly miste stabil kontrol og kan begynde at kollapse lige i luften.
Aktivt udviklet supersonisk luftfart begyndte i 50-60'erne. Det første supersoniske fly, der blev masseproduceret, var den nordamerikanske F-100 Super Saber-jagerfly. Denne model fløj første gang i 1953.
Oprettet og passager supersonisk fly, der udførte regelmæssige flyvninger. Men der var kun 2 af dem: den sovjetiske Tu-144 og den engelsk-franske Concorde.
Fordelen ved sådanne fly er at overvinde lange afstande på kort tid. Et supersonisk fly bevæger sig også i en højere højde end traditionelle fly. Derfor er luftrummet ikke indlæst. Men deres brug blev snart opgivet på grund af flere mangler:
- chokbølge;
- højt brændstofforbrug;
- operationens kompleksitet;
- støj over lufthavnen.
Et højt smell er et skarpt hopp i pres foran flyet, der opstår, når flyet begynder at bevæge sig i supersonisk hastighed (det overvinder lydbarrieren). Stødbølgen foran flyet formerer sig kegleformet. En person, der observerer et flys fly, hører en pop, når denne bølge når ham, og først derefter kan motoren arbejde. Stødbølgen ledsager konstant flyet i supersonisk hastighed.Imidlertid vil pops kun blive hørt under flyets passage på et bestemt sted - tæt på observatøren.