Qual è la barriera del suono. Superare la barriera del suono

Cosa immaginiamo quando sentiamo l'espressione"Barriera del suono"? Un certo limite e barriera, il cui superamento può seriamente influire sull'udito e sul benessere. Di solito la barriera del suono è correlata alla conquista dello spazio aereo e alla professione del pilota.

Superare questo ostacolo può provocaresviluppo di malattie croniche, sindromi dolorose e reazioni allergiche. Queste opinioni sono corrette o sono stereotipi che sono stati stabiliti? Hanno una base reale? Cos'è una barriera del suono? Come e perché sorge? Tutto questo e alcune sfumature aggiuntive, nonché i fatti storici relativi a questo concetto, cercheremo di scoprirlo in questo articolo.

Questa misteriosa scienza: l'aerodinamica

Nella scienza dell'aerodinamica, progettato per spiegare i fenomeni che accompagnano il movimento
aereo, c'è un concetto"Barriera del suono". Questa è una serie di fenomeni che sorgono quando si muovono aerei supersonici o missili che si muovono a velocità prossime alla velocità del suono o di grandi dimensioni.

Cos'è un'onda d'urto?

Nel processo di flusso supersonico oltre l'apparatoflusso nella galleria del vento c'è un'onda d'urto. Le sue impronte possono essere viste anche a occhio nudo. A terra sono espressi in una linea gialla. Fuori dal cono dell'onda d'urto, di fronte alla linea gialla, a terra l'aereo non è nemmeno udibile. Ad una velocità che supera il suono, i corpi sono soggetti a scorrere attorno al flusso sonoro, che comporta un'onda d'urto. Potrebbe non essere uno, a seconda della forma del corpo.

Trasformazione delle onde d'urto

La parte anteriore dell'onda d'urto, che a volte viene chiamataonda d'urto, ha uno spessore piuttosto piccolo, che consente di rintracciare tuttavia i cambiamenti discontinui nelle proprietà del flusso, la diminuzione della sua velocità rispetto al corpo e il corrispondente aumento della pressione e della temperatura del gas nel flusso. In questo caso, l'energia cinetica viene parzialmente trasformata nell'energia interna del gas. Il numero di questi cambiamenti dipende direttamente dalla velocità del flusso supersonico. Quando l'onda d'urto si allontana dall'apparecchio, le perdite di carico diminuiscono e l'onda d'urto viene convertita in suono. Può raggiungere un osservatore esterno che sentirà un suono caratteristico simile a un'esplosione. C'è un'opinione che questo indica che il dispositivo raggiunge la velocità del suono, quando la barriera del suono lascia l'aereo dietro.

Cosa sta succedendo davvero?

Il cosiddetto momento di superare il sonicoLa barriera in pratica è il passaggio di un'onda d'urto con il rombo crescente dei motori degli aerei. Ora l'unità è in anticipo rispetto al suono di accompagnamento, quindi si sentirà il ronzio del motore. Il ravvicinamento della velocità degli aerei alla velocità del suono è diventato possibile anche durante la seconda guerra mondiale, ma i piloti hanno notato segnali di allarme nel lavoro degli aerei.

Dopo la guerra, molti progettisti di aerei eI piloti hanno cercato di raggiungere la velocità del suono e superare la barriera del suono, ma molti di questi tentativi sono finiti tragicamente. Gli scienziati pessimisti hanno sostenuto che questo limite non può essere superato. Lontano da sperimentale, ma scientificamente, è stato possibile spiegare la natura del concetto di "barriera del suono" e trovare i modi per superarlo.

Le raccomandazioni per i voli sicuri

Voli sicuri per quasi-suoni evelocità supersoniche evitando possibile ondata crisi, il cui verificarsi dipende dai parametri aerodinamici del velivolo e l'altezza del filtro prodotta. Le transizioni da un livello all'altro velocità devono essere eseguite il più rapidamente possibile con l'uso di post-combustione, che contribuirà a evitare un lungo volo in onda della zona di crisi. La crisi delle onde come concetto venne dal trasporto dell'acqua. Essa è sorta al momento di un traffico con una velocità vicino alla velocità delle onde sulla superficie dell'acqua. Il contatto con la crisi onda comporta un tasso di crescita di difficoltà, e, se possibile solo per superare l'onda di crisi, allora si può passare alla modalità di volo a vela o facendo scorrere sulla superficie dell'acqua.

Storia nella gestione degli aeromobili

La prima persona che ha raggiunto supersonicovelocità di volo su un aereo sperimentale, è un pilota americano Chuck Yeager. Il suo successo fu notato nella storia il 14 ottobre 1947. Sul territorio dell'URSS, la barriera del suono fu superata il 26 dicembre 1948 da Sokolovsky e Fedorov, che gestirono un combattente esperto.

Da un aereo civile sono stato il primo a superarerivestimento per fonoassorbente Douglas DC-8, che il 21 agosto 1961 ha raggiunto una velocità di 1.012 M, ovvero 1262 km / h. La missione era raccogliere i dati per la progettazione dell'ala. Tra gli aerei, il record mondiale è stato stabilito da un missile aerospaziale ipersonico aria-superficie, che è in servizio con l'esercito russo. A un'altitudine di 31,2 chilometri, il razzo ha sviluppato una velocità di 6389 km / h.

Dopo 50 anni dopo aver superato la barriera del suononell'aria, l'inglese Andy Green ha ottenuto un risultato simile sull'auto. In caduta libera, ha cercato di battere il record americano Joe Kittinger, che ha conquistato l'altezza di 31,5 chilometri. Oggi, 14 ottobre 2012, Felix Baumgartner ha stabilito il record mondiale, senza l'ausilio del trasporto, in caduta libera da un'altezza di 39 chilometri, rompendo la barriera del suono. La sua velocità ha quindi raggiunto 1342,8 chilometri all'ora.

Il più insolito superamento della barriera del suono

È strano pensare, ma la prima invenzione al mondo,superato questo limite, era la solita frusta, inventata dagli antichi cinesi quasi 7mila anni fa. Quasi prima dell'invenzione della fotografia istantanea nel 1927, nessuno sospettava nemmeno che il clic su una frusta fosse un colpo sonico in miniatura. Uno swing acuto forma un loop e la velocità aumenta bruscamente, il che conferma il clic. La barriera del suono viene superata ad una velocità di circa 1200 km / h.

L'enigma della città più rumorosa

Non sorprende che i residenti delle piccole città provano uno shock,vedere la capitale per la prima volta. L'abbondanza di trasporti, centinaia di ristoranti e centri di intrattenimento sono confusi e mettono fuori gioco il solito solco. L'inizio della primavera nella capitale di solito risale ad aprile, e non alla ribellione tempestosa di marzo. Ad aprile c'è un cielo limpido, le insenature scorrono e sbocciano i boccioli. La gente, stanca del lungo inverno, spalanca le finestre verso il sole e il rumore della strada irrompe nelle case. Sulla strada, gli uccelli cantano assordanti, gli artisti cantano, gli studenti allegri recitano poesie, per non parlare del rumore negli ingorghi e nella metropolitana. I dipendenti dei dipartimenti di igiene notano che è dannoso per lungo tempo essere in una città rumorosa. Lo sfondo sonoro della capitale è costituito dal trasporto,
rumore aereo, industriale e domestico. Il più dannoso è solo il rumore dell'auto, poiché l'aereo vola abbastanza in alto e il rumore delle imprese si dissolve nei loro edifici. Il costante rombo di macchine su autostrade particolarmente vivaci supera due volte tutte le norme consentite. Come supera la barriera del suono nella capitale? Mosca è pericolosa con un'abbondanza di suoni, quindi gli abitanti della capitale installano finestre con doppi vetri per attutire il rumore.

Come si è abbattuta la barriera acustica?

Fino al 1947, non c'erano prove disentire la persona nella cabina di pilotaggio dell'aereo, che vola più veloce del suono. Come si è scoperto, il superamento della barriera del suono richiede una certa forza e coraggio. Durante il volo diventa chiaro che non ci sono garanzie di sopravvivenza. Anche un pilota professionista non può dire con certezza se il design dell'aeroplano resisterà all'attacco degli elementi. Nel giro di pochi minuti, l'aereo può semplicemente crollare. Come è spiegato? Va notato che il movimento con velocità subsonica crea onde acustiche che si propagano come cerchi da una pietra caduta. La velocità supersonica eccita le onde d'urto e una persona in piedi sente un suono che sembra un'esplosione. Senza potenti computer è stato difficile risolvere complesse equazioni differenziali e abbiamo dovuto fare affidamento sui modelli di soffiaggio nelle gallerie del vento. A volte, con un'accelerazione insufficiente dell'aeromobile, l'onda d'urto raggiunge un livello tale che i finestrini delle case sorvolano l'aereo. Superare la barriera del suono non può non tutti, perché in questo momento scuotendo l'intera struttura, danni significativi possono ottenere il dispositivo di attacco. Pertanto, la salute e la stabilità emotiva sono così importanti per i piloti. Se il volo procede dolcemente e la barriera del suono viene superata il più rapidamente possibile, né il pilota né i passeggeri possibili sentiranno sensazioni particolarmente sgradevoli. Soprattutto per la conquista della barriera del suono, nel gennaio del 1946 fu costruito un aereo da ricerca. La creazione della macchina è stata avviata dall'ordine del Ministero della Difesa, ma invece di armi è stata riempita con attrezzature scientifiche che monitoravano la modalità di funzionamento di meccanismi e dispositivi. Questo aereo era come un moderno missile da crociera con un motore a razzo incorporato. L'aereo ha superato la barriera del suono ad una velocità massima di 2736 km / h.

Monumenti verbali e materiali alla conquista della velocità del suono

Risultati nel superare la barriera del suono altasono ancora valutati oggi. Quindi, l'aereo, sul quale Chuck Yeager l'aveva prima superato, è ora esposto al Museo Nazionale dell'Aeronautica e della Cosmonautica, che si trova a Washington. Ma i parametri tecnici di questa invenzione umana non varrebbero molto senza i meriti del pilota stesso. Chuck Yeager ha superato la scuola di volo e ha combattuto in Europa, dopo di che è tornato in Inghilterra. L'evasione ingiusta dai voli non spezzò lo spirito di Yeger, e ottenne l'ammissione dal comandante in capo delle truppe d'Europa. Durante gli anni che rimasero fino alla fine della guerra, Yeager partecipò a 64 sortite di combattimento, durante le quali abbatté 13 aerei. Tornato a casa, Chuck Yeager tornò con il titolo di capitano. Nella sua descrizione, sono indicati l'intuizione fenomenale, l'incredibile freddezza e la resistenza in situazioni critiche. Più di una volta Yeager ha stabilito record sul suo aereo. La sua ulteriore carriera è stata nell'Air Force, dove ha condotto un addestramento per piloti. L'ultima volta che Chuck Yeager ha superato la barriera del suono a 74 anni, che era il cinquantesimo anniversario della sua storia di volo e per il 1997.

Compiti complessi dei creatori di aerei

Conosciuto per gli aerei MiG-15 di tutto il mondocreare in un momento in cui gli sviluppatori si sono resi conto che è impossibile basarsi solo sul superamento della barriera del suono, ma devono essere risolti compiti tecnici complessi. Di conseguenza, la macchina è stata creata con un tale successo che le sue modifiche sono state adottate da diversi paesi. Diversi uffici di progettazione sono stati coinvolti in una sorta di lotta competitiva, il cui premio era un brevetto per gli aerei di maggior successo e funzionali. Aerei sviluppati con ali battenti, che è stata una rivoluzione nel loro design. L'apparato ideale doveva essere potente, veloce e incredibilmente resistente a qualsiasi danno dall'esterno. Le ali spazzate dell'aereo sono diventate un elemento che le ha aiutate a triplicare la velocità del suono. Poi la velocità dell'aereo ha continuato ad aumentare, il che è stato spiegato dall'aumento della potenza del motore, dall'uso di materiali innovativi e dall'ottimizzazione dei parametri aerodinamici. Il superamento della barriera del suono è diventato possibile e reale anche per i profani, ma non diventa meno pericoloso, quindi ogni estremista dovrebbe valutare ragionevolmente la sua forza prima di decidere un simile esperimento.