Rào cản âm thanh là gì. Phá vỡ rào cản âm thanh

Những gì chúng ta tưởng tượng khi chúng ta nghe cụm từ "âm thanh rào cản"? Một giới hạn nhất định và các rào cản, khắc phục có thể ảnh hưởng nghiêm trọng nghe và cảm giác. Thông thường, các rào cản âm thanh liên quan đến cuộc chinh phục không phận và thí điểm nghề.

Vượt qua rào cản này có thể kích hoạt sự phát triển của các bệnh mãn tính, hội chứng đau và phản ứng dị ứng. Là những quan điểm đúng hoặc họ là định kiến thành lập? Họ có bất kỳ cơ sở thực tế? rào cản âm thanh là gì? Làm thế nào và tại sao nó xảy ra? Tất cả điều này và một số sắc thái bổ sung, cũng như sự kiện lịch sử gắn liền với khái niệm này, chúng tôi sẽ cố gắng tìm hiểu trong bài viết này.

khoa học huyền bí này - Khí động học

Trong khoa học về khí động học, được thiết kế để giải thích các hiện tượng kèm theo phong trào
máy bay, có khái niệm "rào cản âm thanh." Đây là loạt các hiện tượng phát sinh từ việc chuyển động của máy bay siêu thanh hay tên lửa di chuyển với tốc độ gần với tốc độ của âm thanh hay hơn.

shockwave là gì?

Trong quá trình lưu lượng siêu âm trong bộ máy đường hầm gió của một sóng xung kích. dấu vết của nó có thể được nhìn thấy ngay cả với mắt thường. Trên mặt đất, họ bày tỏ đường màu vàng. Ngoài nón sốc ở phía trước của đường màu vàng trên mặt phẳng mặt đất là thậm chí không thể nghe được. Ở tốc độ vượt âm, dòng chảy âm thanh qua cơ thể tiếp xúc với dòng chảy mà đòi hỏi các sóng xung kích. Nó có thể không phải một mà phụ thuộc vào hình dạng của cơ thể.

shockwave chuyển đổi

Mặt trước của sóng xung kích, mà đôi khi được gọi là sóng xung kích, có độ dày khá nhỏ, cho phép vẫn theo dõi những thay đổi đột ngột về tính chất dòng chảy, làm giảm tốc độ tương đối cho cơ thể và tăng tương ứng trong nhiệt độ áp lực khí trong dòng chảy. Động năng là một phần chuyển đổi thành năng lượng bên trong của khí. Lượng những thay đổi này phụ thuộc vào lưu lượng siêu âm. Như sóng xung kích di chuyển ra khỏi bộ máy, giọt áp lực được giảm, và các sóng xung kích được chuyển thành âm thanh. Nó có thể đạt được một người quan sát bên ngoài người nghe thấy âm thanh đặc biệt giống như một vụ nổ. Người ta tin rằng đây là bằng chứng về việc đạt được các thiết bị tốc độ của âm thanh, rào cản âm thanh khi chiếc máy bay để lại phía sau.

Có gì thực sự xảy ra?

Cái gọi là thời điểm phá vỡ rào cản âm thanh trong thực tế đại diện cho sự di chuyển của sóng xung kích với sự gia tăng động cơ máy bay hum. Máy bây giờ đã ở phía trước của âm thanh đi kèm, do đó động cơ hum có thể nghe thấy ông. Xấp xỉ tốc độ của máy bay với tốc độ của âm thanh có thể được thực hiện ngay cả trong Chiến tranh thế giới thứ hai, nhưng các phi công nhận thấy những dấu hiệu cảnh báo trong máy bay.

Sau chiến tranh, nhiều nhà thiết kế máy bay và phi công đã cố gắng để đạt được tốc độ của âm thanh và phá vỡ rào cản âm thanh, nhưng nhiều trong số những nỗ lực kết thúc bi thảm. các nhà nghiên cứu bi quan cho rằng giới hạn này là không thể đánh bại. Nó không phải là thử nghiệm, nhưng một cách khoa học để giải thích bản chất biến khái niệm "rào cản âm thanh" và tìm cách để vượt qua nó.

Các khuyến nghị xuất phát cho chuyến bay an toàn

các chuyến bay an toàn trong sóng transonic và siêu âm trong khi tránh cuộc khủng hoảng có thể, sự xuất hiện của nó phụ thuộc vào các thông số khí động học của máy bay và chiều cao của bộ lọc được sản xuất. Sự chuyển từ mức tốc độ khác nên được thực hiện càng nhanh càng tốt với việc sử dụng các đốt sau, sẽ giúp tránh một chuyến bay dài trong làn sóng của khu khủng hoảng. Sóng khủng hoảng như một khái niệm xuất phát từ vận chuyển nước. Nó phát sinh tại thời điểm một giao thông với vận tốc gần với vận tốc của sóng trên mặt nước. Tiếp xúc với cuộc khủng hoảng sóng đòi hỏi một tốc độ tăng trưởng khó khăn, và nếu có thể chỉ để vượt qua những sóng khủng hoảng, sau đó bạn có thể vào chế độ trượt hoặc trượt trên bề mặt nước.

Lịch sử trong việc quản lý máy bay

Người đầu tiên đạt tốc độ bay siêu thanh phi công máy bay, - một phi công Mỹ Chak Yeger. Thành tích của ông được đánh dấu trong lịch sử của ngày 14 tháng 10 năm 1947. Tại Liên Xô, rào cản âm thanh đã được vượt qua ngày 26 tháng 12 năm 1948 Sokolowski và Fedorov, người điều hành một máy bay chiến đấu có kinh nghiệm.

Trong số dân bay là người đầu tiên phá vỡ rào cản âm thanh máy bay Douglas DC-8 mà ngày 21 tháng 8 năm 1961 đạt tốc độ 1,012 M, hoặc 1262 km / h. Chuyến bay được thiết kế để thu thập dữ liệu cho việc thiết kế của cánh. Trong số các máy bay kỷ lục thế giới thiết lập aeroballistic tên lửa siêu thanh "máy đất", mà là quân đội Nga. Ở độ cao 31,2 km của tên lửa có đầu tốc độ 6389 km / h.

50 năm sau khi phá vỡ rào cản âm thanh trong không khí Anh Endi Grin làm một thành tựu tương tự bằng xe hơi. Trong rơi tự do tôi đã cố gắng để phá vỡ kỷ lục của Mỹ Dzho Kittinger, người chinh phục đỉnh cao của 31,5 km. Hôm nay, ngày 14 tháng 10 năm 2012, Felix Baumgartner lập kỷ lục thế giới, mà không cần sự trợ giúp của phương tiện giao thông, rơi tự do từ độ cao 39 km, phá vỡ rào cản âm thanh. tốc độ của nó khi nó đạt 1342,8 km mỗi giờ.

Các bất thường nhất phá vỡ rào cản âm thanh

Thật là lạ để suy nghĩ, nhưng phát minh đầu tiên trên thế giới để phá vỡ giới hạn này, đã trở thành một roi bình thường, người phát minh ra Trung Quốc cổ đại khoảng 7000 năm trước. Hầu như trước khi phát minh của nhiếp ảnh ngay lập tức vào năm 1927, không ai nghi ngờ rằng roi-click - một sự bùng nổ âm thanh thu nhỏ. sóng Sharp tạo thành một vòng lặp, và tốc độ tăng đáng kể, trong đó được xác nhận bởi một nhấp chuột. rào cản âm thanh được khắc phục theo thứ tự 1200 tốc độ km / h.

Riddle của thành phố nhộn nhịp

Không có thắc mắc các cư dân của thị trấn nhỏ đang sốc khi nhìn thấy thủ đô lần đầu tiên. Sự phong phú của phương tiện giao thông, hàng trăm nhà hàng và khu vui chơi giải trí là khó hiểu và đánh bật ra khỏi lối mòn. Sự khởi đầu của mùa xuân ở thủ đô thường được ban hành ngày chứ không phải là ngày bão tuyết nổi loạn. Trong tháng Tư, là bầu trời quang đãng, chạy suối và nụ. Mọi người đang mệt mỏi của mùa đông dài, mở rộng cửa sổ về phía mặt trời, và các vụ nổ của tiếng ồn đường phố trong nhà. Trên đường phố chói tai hót líu lo chim hót nghệ sĩ ngâm thơ sinh viên vui vẻ, chưa kể tiếng ồn, ùn tắc giao thông và tàu điện ngầm. Nhân viên sở y tế lưu ý rằng một kỳ nghỉ dài ở thành phố nhộn nhịp là có hại cho sức khỏe. vốn Hum bao gồm vận chuyển,
hàng không, công nghiệp và hộ gia đình tiếng ồn. Có hại nhất chỉ là tiếng ồn xe hơi như máy bay bay đủ cao, và tiếng ồn từ các công ty giải thể các tòa nhà của họ. Hum liên tục của xe trên đường cao tốc đông đúc nhất nhất vượt quá định mức tất cả chấp nhận được hai lần. Là thủ phủ của phá vỡ rào cản âm thanh? Moscow là phong phú nguy hiểm của âm thanh, vì vậy cư dân của thủ đô cài đặt cửa sổ bằng kính đúp để bóp nghẹt tiếng ồn.

Làm thế nào storming rào cản âm thanh?

Cho đến năm 1947 không có bằng chứng về con người hạnh phúc trong buồng lái có nhiều nhanh hơn âm thanh. Khi nó bật ra, phá vỡ rào cản âm thanh đòi hỏi một sức mạnh nhất định và can đảm. Suốt chuyến bay nó trở nên rõ ràng rằng không có đảm bảo để tồn tại. Ngay cả một người lái xe chuyên nghiệp không thể nói chắc chắn cho dù cuộc tấn công con gấu yếu tố thiết kế máy bay. Trong vòng vài phút, máy bay có thể chỉ đơn giản là sụp đổ. là những gì nó giải thích? Cần lưu ý rằng sự chuyển động của một vận tốc cận âm tạo ra sóng âm thanh bất đồng như những vòng tròn giảm từ đá. tốc độ siêu thanh kích thích sóng xung kích, và đứng trên mặt đất một người nghe một âm thanh giống như một vụ nổ. Nếu không có máy tính mạnh mẽ đó là khó khăn để giải quyết phức tạp phương trình vi phân, và phải dựa vào thổi mô hình trong đường hầm gió. Đôi khi không có đủ sóng tăng tốc máy bay sốc đạt sức mạnh như vậy mà bay cửa sổ của những ngôi nhà trên đó máy bay đang bay. Phá vỡ rào cản âm thanh có thể không phải ai cũng, bởi vì lúc này run rẩy toàn bộ cấu trúc, thiệt hại đáng kể có thể nhận được bộ máy lắp. Vì vậy nó là rất quan trọng cho các phi công có sức khỏe tốt và ổn định cảm xúc. Nếu chuyến bay đi nhẹ nhàng, nhưng rào cản âm thanh vượt qua càng nhanh càng tốt, không phải phi công cũng không phải là hành khách có thể sẽ không cảm thấy cảm giác rất khó chịu. Đặc biệt đối với cuộc chinh phục của rào cản âm thanh được xây dựng máy bay nghiên cứu vào tháng Giêng năm 1946. Máy tạo được khởi xướng theo lệnh của Bộ Quốc phòng, nhưng thay vì vũ khí nó nhồi thiết bị khoa học theo dõi cơ chế hoạt động và các công cụ. Máy bay này giống như một tên lửa hành trình hiện đại với động cơ tên lửa được xây dựng. Vượt qua mặt phẳng của rào cản âm thanh xảy ra ở tốc độ tối đa 2.736 km / h.

di tích bằng lời nói và thể chất chinh phục tốc độ của âm thanh

Những tiến bộ trong việc khắc phục các rào cản âm thanh được đánh giá cao hiện nay. Do đó, chiếc máy bay, trong đó Chak Yeger lần đầu tiên nó đã vượt qua, bây giờ là được trưng bày tại Bảo tàng Không gian và Vũ trụ Quốc gia, mà nằm ở Washington. Tuy nhiên, các thông số kỹ thuật của phát minh của con người này, sẽ có giá trị nhỏ mà không có giá trị của các phi công. Chak Yeger đi học bay và chiến đấu ở châu Âu, trước khi trở về nước Anh. sa thải bất công từ chuyến bay đã không phá vỡ tinh thần của Jaeger, và ông đã đạt được sự chấp nhận trong Trưởng quân đội của châu Âu. Trong những năm còn lại cho đến khi kết thúc chiến tranh, Yeager đã tham gia vào 64 nhiệm vụ chiến đấu trong thời gian đó bắn hạ 13 máy bay. Trang chủ Chak Yeger trở lại với quân hàm đại úy. đặc điểm của những trực giác phi thường, bình tĩnh lạ thường và sức chịu đựng trong những tình huống quan trọng. Không một lần Yeager lập kỷ lục trên máy bay của ông. sự nghiệp sau này của ông là trong các đơn vị Không quân, nơi ông thực hiện công tác đào tạo phi công. Lần cuối cùng Chak Yeger đã phá vỡ rào cản âm thanh trong 74 năm đó đã có những kỷ niệm thứ năm mươi chuyến bay của mình và lịch sử của năm 1997.

nhiệm vụ sáng tạo phức tạp của máy bay

MiG-15 máy bay được biết đến trên toàn thế giới đã bắt đầu để tạo ra trong thời điểm này khi các nhà phát triển nhận ra rằng bạn không thể chỉ dựa trên phá vỡ rào cản âm thanh, và nên giải quyết vấn đề kỹ thuật phức tạp. Kết quả là một máy công, đến nỗi nó đứng sửa đổi được thông qua ở các nước khác nhau. Một số văn phòng thiết kế khác nhau tham gia vào một loại cạnh tranh, nơi mà các giải thưởng là một bằng sáng chế trên máy bay thành công và chức năng nhất. Được thiết kế máy bay với cánh xuôi, đó là một cuộc cách mạng trong thiết kế của họ. Một thiết bị lý tưởng phải là một mạnh mẽ, nhanh chóng và cực kỳ kháng với bất kỳ thiệt hại từ bên ngoài. cánh xuôi đã trở thành một phần của chiếc máy bay, trong đó giúp họ tăng ba lần so với tốc độ âm thanh. Hơn nữa tốc độ máy bay tiếp tục tăng, do sự gia tăng sức mạnh động cơ, sử dụng vật liệu tiên tiến và tối ưu hóa các thông số khí động học. Phá vỡ rào cản âm thanh được thể thực hiện và thực ngay cả đối với những người không có đạo, nhưng nó ít nguy hiểm này không trở thành, vì vậy bất kỳ ekstremal nghiêm nghị phải đánh giá sức mạnh của họ, trước khi quyết định một thí nghiệm như vậy.