Şüphesiz pek çok kişi, savaşçıların ve bombardıman uçaklarının üstesinden geldiği gizemli ses bariyerinin yanı sıra süpersonik füzeleri de duymuştur. Bu engel nedir, görsel olarak görülebilir ve yüksek patlayıcı sesin nedeni nedir?
Ses bariyeri nedir?
Ses duvarı aerodinamik alanında - bunlar, bir uçağın ses hızına eşit veya daha yüksek bir hızda hareketiyle ilişkili fenomenlerin bir sonucu olarak ortaya çıkan teknik zorluklardır.
Bunun bir tür görünmez duvar gibi bir uçağın üstesinden gelmesi gereken gerçek bir engel değil, soyut bir kavram olduğunu anlamalısınız. Havacılığın sadece yüksek hızda seyahat edebilen uçakları düşündüğü bir zamanda ortaya çıktı - süpersonik. Hatta birçoğu bu tür sonuçların elde edilemeyeceği konusunda ısrar etti.
Sesin hızı nedir?
Ses hızı, elastik dalgaların belirli bir ortamda yayılma hızıdır. Bu gösterge ortama bağlı olarak değişir. Örneğin, havadaki ses hızı - 331 m / s veya 1191.6 km / s.
Ses hızını aşmak
Ses bariyeri nasıl aşılır? Uçak havalanıyor ve giderek daha da hızlanıyor. Etrafında süpersonik bir hava akımı akar, bunun sonucunda burunda bir yay oluşur şok dalgası. Uçağın şekline bağlı olarak birkaç tane olabilir.
Bu alanda havanın basıncı ve yoğunluğu keskin bir şekilde yükselir. Uçağın ses hızını aştığı bir zamanda, bu alandan geçer ve çekim gibi görünen yüksek bir pop sesi çıkar. Kokpitteki pilot hiç ses duymuyor - ses bariyerini sadece özel sensörler ile aşmayı öğreniyor. Uçak yönetimindeki değişiklikler de dikkat çekicidir.
Yüksek patlayıcı bir pop sonik bir patlama. Uçak yakındaki süpersonik hızlarda uçarken dünyanın yüzeyinde durduğu duyulabilir. Oluşturduğu şok dalgaları, uçağa eşlik eden bir koni şeklinde görsel olarak temsil edilebilir. Koninin üstü yayda bulunur. Dalgalar uzun mesafelerde yayılır.
Yerde duran bir kişinin söylentisi, belirli bir hayali koninin sınırlarını alır. Basınçta keskin bir sıçrama patlayıcı pamuk olarak algılanır. Bariyerin üstesinden geldiği andan itibaren, uçağa sürekli olarak akustik bir şok eşlik eder. Bununla birlikte, pamuk yüzeydeki sabit bir noktadan her uçtuğunda duyulacaktır.
Uçak sesden daha hızlı hareket ettiğinden, önce gözlemci bir pop duyacak ve bundan sonra motor gürültüsü duyacaktır.
İlginç gerçek: ses bariyerinin üstesinden gelmek genellikle uçağın kuyruk bölümünde beyaz bir bulutun görünümü ile ilişkilidir. Bununla birlikte, ses bariyeri ile ilgisi yoktur. Bu Prandtl-Gloert etkisi - hareketli bir uçağın hemen arkasında nem yoğunlaşması.
Süpersonik Uçuş Sorunları
Bir uçak ne kadar normal olursa olsun, uzun bir süre süpersonik hızda uçamaz. Sesaltı uçakları daha yumuşak ve daha yuvarlaktır. Süpersonik hızlarda uçarken, diğer aerodinamik koşullar ortaya çıkar.
Hava direnci keskin bir şekilde artar, uçak gövdesi sürtünme nedeniyle ısınır. Sonuç olarak, sıradan bir uçak istikrarlı kontrolü kaybeder ve havada hemen çökmeye başlayabilir.
Aktif olarak geliştirilen süpersonik havacılık 50-60'larda başladı. Seri üretilen ilk süpersonik uçak, Kuzey Amerika F-100 Süper Saber avcı uçağıydı. Bu model ilk olarak 1953'te uçtu.
Düzenli uçuşlar yapan ve yolcu süpersonik uçakları. Ancak bunlardan sadece 2 tanesi vardı: Sovyet Tu-144 ve İngiliz-Fransız Concorde.
Bu tür uçakların avantajı, kısa mesafelerde uzun mesafelerin üstesinden gelmektir. Ayrıca, süpersonik bir uçak, geleneksel olanlardan daha yüksek bir irtifada hareket eder. Buna göre, hava sahası yüklü değildir. Ancak birkaç eksiklikten dolayı kullanımları yakında terk edildi:
- şok dalgası;
- yüksek yakıt tüketimi;
- operasyonun karmaşıklığı;
- Havaalanı üzerinde gürültü.
Yüksek bir patlama, düzlem süpersonik hızda hareket etmeye başladığında (ses bariyerinin üstesinden gelir) meydana gelen, düzlemin önündeki keskin bir basınç atlamadır. Mavic'in önündeki şok dalgası koni şeklinde yayılır. Bir uçağın uçuşunu gözlemleyen bir kişi, bu dalga ona ulaştığında bir pop duyar ve sadece bundan sonra motor çalışabilir. Şok dalgası sürekli olarak süpersonik hızda uçağa eşlik eder.Ancak, poplar sadece uçağın belirli bir noktada - gözlemciye yakınken - duyulacaktır.