Vnučka japonského císaře. Japonská princezna se kvůli sňatku vzdala svého královského titulu
Slyšeli jste hlasitý zvuk podobný výbuchu, když nad vámi letí proudové letadlo? Tento zvuk vzniká, když letadlo prolomí zvukovou bariéru. Co je to zvuková bariéra a proč letadlo vydává takový zvuk?
Jak víte, zvuk se šíří určitou rychlostí. Rychlost závisí na nadmořské výšce. Na hladině moře je rychlost zvuku přibližně 1220 kilometrů za hodinu a ve výšce 11 000 metrů - 1060 kilometrů za hodinu. Když letadlo letí rychlostí blízkou rychlosti zvuku, podléhá určité zátěže. Když letí normální (podzvukovou) rychlostí, přední část letadla před sebou tlačí tlakovou vlnu. Tato vlna se šíří rychlostí zvuku.
Tlaková vlna je způsobena nahromaděním částic vzduchu při pohybu letadla vpřed. Vlna se pohybuje rychleji než letadlo, když letadlo letí podzvukovou rychlostí. A v důsledku toho se ukazuje, že vzduch prochází bez překážek přes povrchy křídel letadla.
Nyní se podíváme na letadlo, které letí rychlostí zvuku. Před letadlem není žádná tlaková vlna. Místo toho se stane, že se před křídlem vytvoří tlaková vlna (protože letadlo a tlaková vlna se pohybují stejnou rychlostí).
Nyní se vytváří rázová vlna, která způsobuje velké zatížení křídla letadla. Výraz „zvuková bariéra“ pochází z doby před tím, než letadla mohla létat rychlostí zvuku – a myslelo se, že popisuje namáhání, které by letadlo při těchto rychlostech zažívalo. To bylo považováno za „bariéru“.
Ale rychlost zvuku není vůbec překážkou! Inženýři a konstruktéři letadel překonali problém nových zátěží. A ze starých názorů nám zbylo jen to, že náraz je způsoben rázovou vlnou, když letadlo letí nadzvukovou rychlostí.
Termín „zvuková bariéra“ zavádějícím způsobem popisuje podmínky, které nastávají, když letadlo cestuje určitou rychlostí. Někdo by si mohl myslet, že když letadlo dosáhne rychlosti zvuku, objeví se něco jako „bariéra“ - ale nic takového se neděje!
Abyste tomu všemu porozuměli, zvažte letadlo letící nízkou, normální rychlostí. Při pohybu letadla vpřed se před letadlem vytvoří kompresní vlna. Tvoří ho dopředu pohybující se letadlo, které stlačuje částice vzduchu.
Tato vlna se pohybuje před letadlem rychlostí zvuku. A jeho rychlost je vyšší než rychlost letadla, které, jak jsme si již řekli, letí nízkou rychlostí. Tato vlna, která se pohybuje před letadlem, nutí proudy vzduchu obtékat rovinu letadla.
Nyní si představte, že letadlo letí rychlostí zvuku. Před rovinou se netvoří žádné kompresní vlny, protože rovina i vlny mají stejnou rychlost. Proto se vlna tvoří před křídly.
V důsledku toho se objeví rázová vlna, která vytváří velké zatížení na křídlech letadla. Předtím, než letadla dosáhla a překročila zvukovou bariéru, věřilo se, že ano rázové vlny a přetížení vytvoří pro letadlo něco jako bariéru – „zvukovou bariéru“. Od té doby však neexistovala žádná zvuková bariéra letečtí inženýři rozvinutý speciální design letadlo za to.
Mimochodem, silná „rána“, kterou slyšíme, když letadlo míjí „zvukovou bariéru“, je rázová vlna, o které jsme již mluvili – když stejnou rychlost letadlové a kompresní vlny.
15. října 2012, 10:32
Rakouský atlet Felix Baumgartner provedl seskok ze stratosféry z rekordní výšky. Jeho rychlost při volném pádu přesáhla rychlost zvuku a činila 1342,8 km za hodinu, pevná výška byla 39,45 tisíc metrů. Oficiálně to bylo oznámeno na závěrečné konferenci na území býv vojenská základna Roswell (Nové Mexiko).
Baumgartner Stratostat s heliem o objemu 850 tisíc metrů krychlových, vyrobený z nejkvalitnějšího materiálu, byl spuštěn v 08:30 hodin. Západní pobřeží USA (19:30 moskevského času), výstup trval asi dvě hodiny. Asi 30 minut probíhaly docela napínavé přípravy na opuštění kapsle, měření tlaku a kontrola přístrojů.
Volný pád podle odborníků trval 4 minuty a 20 sekund bez otevřeného brzdícího padáku. Mezitím organizátoři rekordu říkají, že všechna data budou převedena na rakouskou stranu, poté proběhne finální záznam a certifikace. Jde o to o třech světových úspěších: skok ze samého nejvyšší bod, trvání volného pádu a prolomení rychlosti zvuku. Felix Baumgartner je každopádně prvním člověkem na světě, který překonal rychlost zvuku bez technologie, poznamenává ITAR-TASS. Baumgartnerův volný pád trval 4 minuty 20 sekund, ale bez stabilizačního padáku. Výsledkem bylo, že se sportovec málem dostal do vývrtky a během prvních 90 sekund letu neudržel rádiový kontakt se zemí.
„Na chvíli se mi zdálo, že ztrácím vědomí,“ popsal svůj stav sportovec „Neotevřel jsem však brzdící padák, ale snažil jsem se stabilizovat let sám jasně pochopil, co se se mnou děje." V důsledku toho bylo možné rotaci „uhasit“. Jinak, pokud by se vývrtka protáhla, stabilizační padák by se automaticky otevřel.
V jakém okamžiku pád přesáhl rychlost zvuku, Rakušan říct nedokáže. "Nemám o tom ponětí, protože jsem byl příliš zaneprázdněn snahou stabilizovat svou pozici ve vzduchu," přiznal a dodal, že také neslyšel žádné z charakteristických praskání, které obvykle doprovází letadla, která prolomí zvukovou bariéru. Podle Baumgartnera „během letu prakticky nic necítil, nemyslel na žádné záznamy“. „Jediné, na co jsem myslel, bylo vrátit se živý na Zemi a vidět svou rodinu, rodiče, přítelkyni,“ řekl „Někdy se člověk potřebuje dostat do takových výšin, aby si uvědomil, jak je malý. "Myslel jsem jen na svou rodinu," podělil se o své pocity Felix. Několik sekund před skokem jeho myšlenka byla: "Pane, neopouštěj mě!"
Sky diver označil opuštění kapsle za nejnebezpečnější okamžik. "Byl to nejvzrušující okamžik, necítíte vzduch, fyzicky nerozumíte tomu, co se děje, a je důležité regulovat tlak, abyste nezemřel," poznamenal nepříjemný okamžik. Nesnáším tento stav.“ A „nejkrásnějším okamžikem je zjištění, že stojíte na „vrcholu světa“, sdílel sportovec.
Nebo ji překračovat.
Encyklopedický YouTube
1 / 3
Jak LETADLO překonává ZVUKOVOU BARIÉRU
Let do "vesmíru" v letadle U-2 / Pohled z kokpitu
Zvuková bariéra. Létání nadzvukovou rychlostí.
titulky
Rázová vlna způsobená letadly
Již během druhé světové války se rychlost stíhaček začala blížit rychlosti zvuku. Piloti přitom začali občas pozorovat, v té době nepochopitelné a hrozivé jevy vyskytující se u jejich strojů při letu maximální rychlostí. Zachovala se emotivní zpráva pilota amerického letectva jeho veliteli generálu Arnoldovi:
Pane, naše letadla jsou již velmi přísná. Pokud se objeví auta s více vysoké rychlosti, nebudeme s nimi moci létat. Na minulý týden Potápěl jsem se na Me-109 ve svém Mustangu. Moje letadlo se otřáslo jako pneumatické kladivo a přestalo poslouchat kormidla. Nemohl jsem ho dostat z ponoru. Jen tři sta metrů od země jsem měl problém srovnat auto...
Po válce, kdy se mnoho leteckých konstruktérů a zkušebních pilotů vytrvale pokoušelo dosáhnout psychologicky významné hranice – rychlosti zvuku, se tyto podivné jevy staly normou a mnohé z těchto pokusů skončily tragicky. Vznikl tak mystický výraz „zvuková bariéra“ (francouzsky mur du son, německy Schallmauer – zvuková stěna). Pesimisté tvrdili, že tento limit nelze překročit, ačkoli nadšenci, kteří riskují své životy, se o to opakovaně pokoušeli. Rozvoj vědeckých myšlenek o pohybu nadzvukových plynů umožnil nejen vysvětlit povahu „zvukové bariéry“, ale také najít způsoby, jak ji překonat.
Při podzvukovém proudění kolem trupu, křídla a ocasu letadla se na konvexních úsecích jejich obrysů objevují zóny lokálního zrychlení proudění. Když se rychlost letu letadla blíží rychlosti zvuku, může místní rychlost pohybu vzduchu v zónách zrychlení proudění mírně překročit rychlost zvuku (obr. 1a). Po průchodu zrychlovací zónou se proudění zpomaluje s nevyhnutelným vytvořením rázové vlny (toto je vlastnost nadzvukových toků: přechod z nadzvukové na podzvukovou rychlost vždy probíhá nespojitě - s tvorbou rázové vlny). Intenzita těchto rázových vln je nízká - tlaková ztráta na jejich čelech je malá, ale objevují se ve velkém množství najednou, na různých místech povrchu vozidla a celkově prudce mění charakter proudění kolem něj , s jeho zhoršením. letové vlastnosti: výtah padá křídlo, vzduchová kormidla a křidélka ztrácejí účinnost, letadlo se stává neovladatelným a to vše je extrémně nestabilní a dochází k silným vibracím. Tento jev se nazývá vlnová krize. Když se rychlost vozidla stane nadzvukovou ( > 1), proudění se opět ustálí, i když se jeho charakter zásadně změní (obr. 1b).
Rýže. 1a. Aerowing v blízkosti toku zvuku. | Rýže. 1b. Aerowing v nadzvukovém proudění. |
U křídel s relativně tlustým profilem se v podmínkách vlnové krize střed tlaku prudce posouvá dozadu, v důsledku čehož se nos letadla stává „těžším“. Piloti pístových stíhaček s takovým křídlem se snaží dosáhnout maximální rychlosti ve střemhlavém letu vysoká nadmořská výška při maximálním výkonu, když se přiblížili ke „zvukové bariéře“, se stali obětí vlnové krize – jakmile v ní byli, nebylo možné ponor opustit bez snížení rychlosti, což je zase velmi obtížné při ponoru. Většina slavný případ vtažení do střemhlavého letu z vodorovného letu v historii domácího letectví je katastrofa Bachchivandzhi během testování rakety BI-1 při maximální rychlosti. U nejlepší bojovníci Letouny s rovným křídlem z druhé světové války jako P-51 Mustang nebo Me-109 zažily vlnovou krizi ve velké výšce začínající rychlostí 700-750 km/h. Proudové letouny Messerschmitt Me.262 a Me.163 ze stejné doby přitom disponovaly šikmými křídly, díky kterým bez problémů dosahovaly rychlosti přes 800 km/h. Je třeba také poznamenat, že letadlo s tradiční vrtulí v horizontálním letu nemůže dosáhnout rychlosti blízké rychlosti zvuku, protože listy vrtule vstupují do vlnové krize a ztrácejí účinnost mnohem dříve než letadlo. Tento problém mohou vyřešit nadzvukové vrtule s šavlovými listy, ale momentálně Ukázalo se, že takové šrouby jsou příliš složité technicky a velmi hlučné, proto se v praxi nepoužívají.
Moderní podzvuková letadla s cestovní rychlostí letu zcela blízkou rychlosti zvuku (přes 800 km/h) se obvykle provádějí se šikmými křídly a ocasními plochami s tenkými profily, což umožňuje posunout rychlost, při které začíná vlnová krize vyšší hodnoty. Nadzvuková letadla, která při nabírání nadzvukové rychlosti musí projít úsekem vlnové krize, mají konstrukční odlišnosti od podzvukových, spojené jednak s vlastnostmi nadzvukového proudění. vzdušné prostředí a s potřebou odolat zatížení, které vzniká v podmínkách nadzvukového letu a vlnové krize, zejména delta křídla s kosočtvercovým nebo trojúhelníkovým profilem.
- při podzvukových rychlostech letu je třeba se vyvarovat rychlostí, při kterých začíná vlnová krize (tyto rychlosti závisí na aerodynamických vlastnostech letadla a výšce letu);
- Přechod z podzvukové na nadzvukovou rychlost v proudových letadlech musí být proveden co nejrychleji s použitím přídavného spalování motoru, aby se zabránilo dlouhý let v zóně vlnové krize.
Období vlnová krize platí také pro plavidla pohybující se rychlostí blízkou rychlosti vln na hladině vody. Rozvoj vlnové krize ztěžuje zvýšení rychlosti. Překonání vlnové krize lodí znamená vstup do režimu hoblování (smýkání trupu po hladině vody).
V letech s klesáním na zkušeném stíhači
14. října 1947 překonalo lidstvo další milník. Limit je zcela objektivní, vyjádřený v konkrétní fyzikální veličině – rychlosti zvuku ve vzduchu, která za podmínek zemskou atmosféru v závislosti na jeho teplotě a tlaku do 11001200 km/h. Nadzvukovou rychlost si podmanil americký pilot Chuck Yeager (Charles Elwood "Chuck" Yeager), mladý veterán 2. světové války, který měl mimořádnou odvahu a vynikající fotogeničnost, díky které se okamžitě stal populárním ve své domovině, stejně jako 14 let později Jurij Gagarin.
A překonat zvukovou bariéru chtělo opravdu odvahu. Sovětský pilot Ivan Fedorov, který Yeagerův úspěch zopakoval o rok později, v roce 1948, vzpomínal na své tehdejší pocity: „Před letem k prolomení zvukové bariéry se ukázalo, že po něm není žádná záruka přežití. Nikdo prakticky nevěděl, co to bylo a zda konstrukce letadla odolá živlům. Ale snažili jsme se na to nemyslet."
Ve skutečnosti nebylo zcela jasné, jak se bude vůz chovat při nadzvukové rychlosti. Letečtí konstruktéři měli ještě čerstvé vzpomínky na náhlé neštěstí z 30. let, kdy s nárůstem rychlostí letounu museli urychleně řešit problém flutteru - samokmitů, které vznikají jak v tuhých konstrukcích letounu, tak v jeho kůže, roztrhání letadla na kusy během několika minut. Proces se vyvíjel jako lavina, rychle, piloti nestihli změnit letový režim a stroje se ve vzduchu rozpadaly. Matematici a designéři jsou v tom už poměrně dlouho různé země se snažil tento problém vyřešit. Teorii jevu nakonec vytvořil tehdy mladý ruský matematik Mstislav Vsevolodovič Keldysh (1911–1978), pozdější prezident Akademie věd SSSR. S pomocí této teorie se podařilo najít způsob, jak se nepříjemného jevu navždy zbavit.
Je zcela jasné, že stejně nemilá překvapení se čekala i od zvukové bariéry. Numerické řešení složitých diferenciálních rovnic aerodynamiky bez výkonných počítačů bylo nemožné a člověk se musel spoléhat na „foukání“ modelů v aerodynamických tunelech. Ale z kvalitativních úvah bylo jasné, že při dosažení rychlosti zvuku se v blízkosti letadla objevila rázová vlna. Nejzásadnějším momentem je prolomení zvukové bariéry, kdy se rychlost letadla porovnává s rychlostí zvuku. V tomto okamžiku rozdíl tlaků napříč různé stranyČelo vlny rychle roste, a pokud tento okamžik trvá déle než okamžik, letadlo se nemůže rozpadnout o nic hůř než třepotáním. Někdy při prolomení zvukové bariéry s nedostatečným zrychlením rázová vlna vytvořená letadlem dokonce vyrazí skla z oken domů na zemi pod ním.
Poměr rychlosti letadla k rychlosti zvuku se nazývá Machovo číslo (pojmenované podle slavného německého mechanika a filozofa Ernsta Macha). Při míjení zvukové bariéry se pilotovi zdá, že číslo M skokově přeskakuje jedničku: Chuck Yeager viděl, jak ručička rychloměru vyskočila z 0,98 na 1,02, načež bylo v kokpitu ve skutečnosti „božské“ ticho, zdánlivý: jen hladina Zvukový tlak v kabině letadla několikrát klesne. Tento okamžik „očištění od zvuku“ je velmi záludný a mnoho testerů stál život. Ale nehrozilo, že by se jeho letoun X-1 rozpadl.
X-1, vyrobený firmou Bell Aircraft v lednu 1946, byl čistě výzkumný letoun. letadlo, navržený tak, aby pokořil zvukovou bariéru a nic víc. Navzdory tomu, že vozidlo objednalo ministerstvo obrany, místo zbraní bylo napěchováno vědeckým vybavením, které sleduje provozní režimy součástek, přístrojů a mechanismů. X-1 vypadal jako moderní řízená střela. Měl jeden raketový motor Reaction Motors s tahem 2722 kg. Maximální vzletová hmotnost 6078 kg. Délka 9,45 m, výška 3,3 m, rozpětí křídel 8,53 m. Maximální rychlost ve výšce 18290 m 2736 km/h. Auto startovalo z strategický bombardér B-29 a přistál na ocelových „lyžích“ na suchém slaném jezeře.
Neméně působivé jsou „taktické a technické parametry“ jeho pilota. Chuck Yeager se narodil 13. února 1923. Po škole jsem šel do leteckou školu, a po promoci odešel bojovat do Evropy. Sestřelen jeden Messerschmitt-109. Sám byl sestřelen na obloze ve Francii, ale zachránili ho partyzáni. Jako by se nic nestalo, vrátil se na svou základnu v Anglii. Bdělá kontrarozvědka však nevěříc v zázračné vysvobození ze zajetí pilota z letu vyřadila a poslala do týlu. Ambiciózní Yeager dosáhl přijetí u vrchního velitele spojenecké síly v Evropě generál Eisenhower, který Yeagerovi věřil. A nemýlil se – za šest měsíců zbývajících do konce války vykonal 64 bojových misí, sestřelil 13 nepřátelských letadel, 4 v jedné bitvě. A do vlasti se vrátil v hodnosti kapitána s vynikající dokumentací, která uváděla, že má fenomenální letovou intuici, neuvěřitelnou vyrovnanost a úžasnou výdrž v každé kritické situaci. Díky této vlastnosti byl zařazen do týmu nadzvukových testerů, kteří byli vybíráni a cvičeni stejně pečlivě jako pozdější astronauti.
Yeager přejmenoval X-1 na „Glamorous Glennis“ na počest své manželky a vytvořil s ním rekordy více než jednou. Na konci října 1947 padl předchozí výškový rekord 21 372 m v prosinci 1953 nová úprava stroj X-1A vyvinul rychlost 2,35 M téměř 2800 km/h a o šest měsíců později vystoupal do výšky 27 430 m. A ještě předtím proběhly zkoušky řady stíhaček vypuštěných do série a záběhu našeho MiGu -15, zajat a převezen do Ameriky během Korejská válka. Yeager následně velel různým zkušebním jednotkám letectva jak ve Spojených státech, tak na amerických základnách v Evropě a Asii, účastnil se bojových operací ve Vietnamu a cvičil piloty. V únoru 1975 odešel do výslužby v hodnosti brigádního generála, během své udatné služby nalétal 10 tisíc hodin, vyzkoušel 180 různých nadzvukových modelů a sestavil unikátní kolekceřády a medaile. V polovině 80. let byl natočen film podle biografie statečného chlapíka, který jako první na světě pokořil zvukovou bariéru, a Chuck Yeager se poté stal ani ne hrdinou, ale národní relikvií. V minule převzal řízení F-16 14. října 1997 a při padesátém výročí svého historického letu prolomil zvukovou bariéru. Yeagerovi bylo tehdy 74 let. Obecně, jak řekl básník, z těchto lidí by se měly dělat hřebíky.
Takových lidí je na druhé straně oceánu mnoho Sovětští konstruktéři se začali pokoušet dobýt zvukovou bariéru ve stejnou dobu jako američtí. Ale pro ně to nebyl samoúčelný, ale zcela pragmatický čin. Pokud byl X-1 čistě výzkumný stroj, tak u nás byla zvuková bariéra bouřena na prototypech stíhaček, které měly být vypuštěny do série pro vybavení jednotek letectva.
Soutěže se zúčastnilo několik konstrukčních kanceláří: Lavočkin Design Bureau, Mikoyan Design Bureau a Yakovlev Design Bureau, které současně vyvíjely letouny se šikmými křídly, což bylo tehdy revoluční konstrukční řešení. Do nadzvukového cíle dorazili v tomto pořadí: La-176 (1948), MiG-15 (1949), Jak-50 (1950). Zde se však problém vyřešil v poměrně složitém kontextu: válečný stroj musí mít nejen vysoká rychlost, ale také mnoho dalších vlastností: manévrovatelnost, schopnost přežití, minimální doba předletové přípravy, výkonné zbraně, působivá munice atd. atd. Je třeba také poznamenat, že v Sovětské časy Rozhodování státních přejímacích komisí bylo často ovlivněno nejen objektivními faktory, ale také subjektivními problémy spojenými s politickými manévry developerů. Celá tato souhra okolností vedla ke startu stíhačky MiG-15, která si v tamních arénách vojenských operací 50. let vedla dobře. Bylo to toto auto zachycené v Koreji, jak je uvedeno výše, kolem kterého Chuck Yeager „jezdil“.
La-176 použil v té době rekordní vychýlení křídla, rovných 45 stupňů. Proudový motor VK-1 poskytoval tah 2700 kg. Délka 10,97 m, rozpětí křídel 8,59 m, plocha křídla 18,26 m2. Vzletová hmotnost 4636 kg. Strop 15 000 m Dolet 1000 km. Výzbroj jednoho 37mm kanónu a dvou 23mm. Vůz byl připraven na podzim 1948 a v prosinci začaly jeho letové zkoušky na Krymu na vojenském letišti u města Saki. Mezi těmi, kdo testy vedli, byl budoucí akademik Vladimir Vasiljevič Struminskij (1914–1998) piloty experimentálního letounu byli kapitán Oleg Sokolovskij a plukovník Ivan Fedorov, který později získal titul Hrdina; Sovětský svaz. Sokolovský absurdní nehodou zemřel během čtvrtého letu, když zapomněl zavřít překryt kabiny.
Plukovník Ivan Fedorov prolomil 26. prosince 1948 zvukovou bariéru. Když se zvedl do výšky 10 tisíc metrů, otočil řídicí páku od sebe a začal zrychlovat ve střemhlavém letu. "Zrychluji svou 176 z velké výšky," vzpomínal pilot. Ozve se únavné tiché pískání. Rostoucí rychlostí se letadlo řítí k zemi. Na stupnici rychloměru se ručička pohybuje od tříciferných čísel k čtyřmístným. Letadlo se třese jako v horečce. A najednou ticho! Zvuková bariéra byla odstraněna. Následné dekódování oscilogramů ukázalo, že číslo M přesáhlo jedničku. Stalo se tak ve výšce 7000 metrů, kde byla zaznamenána rychlost 1,02 M.
Následně rychlost pilotovaných letounů nadále plynule rostla díky nárůstu výkonu motoru, použití nových materiálů a optimalizaci aerodynamických parametrů. Tento proces však není neomezený. Na jedné straně je brzděna úvahami o racionalitě, kdy se bere v úvahu spotřeba paliva, náklady na vývoj, bezpečnost letu a další, nikoli nečinné aspekty. A dokonce i v vojenské letectví, kde peníze a bezpečnost pilotů nejsou tak podstatné, se rychlosti těch „nejrychlejších“ aut pohybují v rozmezí od 1,5M do 3M. Zdá se, že více není potřeba. (Rychlostní rekord pro vozidla s posádkou s proudové motory patří k americkému průzkumnému letounu SR-71 a je 3,2M.)
Na druhé straně je zde nepřekonatelná tepelná bariéra: při určité rychlosti dochází k ohřívání karoserie třením o vzduch tak rychle, že není možné z jejího povrchu odebírat teplo. Výpočty ukazují, že kdy normální tlak k tomu by mělo dojít při rychlosti asi 10M.
Přesto byl limit 10M stále dosažen na stejném tréninkovém hřišti Edwards. To se stalo v roce 2005. Držitelem rekordu byl bezpilotní raketový letoun X-43A, vyrobený v rámci 7letého ambiciózního programu Hiper-X na vývoj nového typu technologie určené k radikální změně tváře budoucí raketové a kosmické techniky. Jeho cena je 230 milionů dolarů Rekord byl stanoven ve výšce 33 tisíc metrů. Používá se v dronu nový systém akcelerace Za prvé, tradiční pevná raketa, s jehož pomocí X-43A dosáhne rychlosti 7M a poté se zapne nový typ motoru - hypersonický náporový motor (scramjet nebo scramjet), ve kterém se jako okysličovadlo používá konvenční. atmosférický vzduch, a palivem je plynný vodík (zcela klasické schéma pro nekontrolovaný výbuch).
V souladu s programem byly vyrobeny tři bezpilotní modely, které byly po splnění úkolu utopeny v oceánu. Další fáze zahrnuje vytvoření pilotovaných vozidel. Po jejich otestování budou získané výsledky zohledněny při vytváření široké škály „užitečných“ zařízení. Kromě letadel budou pro potřeby NASA vznikat i hypersonická vojenská vozidla - bombardéry, průzkumná letadla a dopravní letadla. Boeing, který se účastní programu Hiper-X, plánuje do let 2030-2040 vytvořit hypersonické dopravní letadlo pro 250 cestujících. Je zcela jasné, že okna, která v takové rychlosti rozbíjejí aerodynamiku a nevydrží tepelné vytápění, nebude v něm. Místo okének jsou obrazovky s videozáznamy projíždějících mraků.
Není pochyb o tom, že tento druh dopravy bude žádaný, protože čím dále, tím dražší je čas, který pojme stále více emocí, vydělaných dolarů a dalších komponent do jednotky času. moderní život. V tomto ohledu není pochyb o tom, že jednoho dne se lidé promění v jednodenní motýly: jeden den bude stejně bohatý na události jako celý ten současný (pravděpodobněji již včera) lidský život. A dá se předpokládat, že někdo nebo něco implementuje program Hiper-X ve vztahu k lidstvu.
Proč letadlo prolomí zvukovou bariéru výbušným třeskem? A co je to „zvuková bariéra“?
Dochází k nedorozumění s výrazem „pop“ způsobeném nepochopením pojmu „zvuková bariéra“. Tento „pop“ se správně nazývá „zvukový třesk“. Letadlo pohybující se nadzvukovou rychlostí vytváří rázové vlny a rázy v okolním vzduchu. tlak vzduchu. Zjednodušeně si lze tyto vlny představit jako kužel doprovázející let letadla, jehož vrchol je jakoby navázán na příď trupu a tvořící přímky směřují proti pohybu letadla a šíří se poměrně daleko. například na povrch země.
Když hranice tohoto pomyslného kužele, označující přední část hlavní zvuková vlna, dosáhne lidského ucha, pak prudký skok v tlaku ucho vnímá jako tlesknutí. Sonický třesk jakoby upoutaný doprovází celý let letadla za předpokladu, že se letadlo pohybuje dostatečně rychle, i když konstantní rychlost. Klapka se zdá být průchodem hlavní vlny sonického třesku přes pevný bod na povrchu země, kde se nachází například posluchač.
Jinými slovy, pokud by nadzvukové letadlo začalo létat tam a zpět nad posluchačem konstantní, ale nadzvukovou rychlostí, pak by rána byla slyšet pokaždé, nějakou dobu poté, co letadlo proletělo nad posluchačem v poměrně blízké vzdálenosti.
A „zvuková bariéra“ v aerodynamice je prudký skok v odporu vzduchu, ke kterému dochází, když letadlo dosáhne určité hraniční rychlosti blízké rychlosti zvuku. Když je dosaženo této rychlosti, proudění kolem letadla proudění vzduchu se dramaticky mění, což svého času velmi ztěžovalo dosahování nadzvukových rychlostí. Obyčejné, podzvukové letadlo není schopno létat stabilně rychleji než zvuk, bez ohledu na to, jak moc je zrychlené - jednoduše ztratí kontrolu a rozpadne se.
K překonání zvukové bariéry museli vědci vyvinout křídlo se speciálním aerodynamickým profilem a vymyslet další triky. Je zajímavé, že pilot moderního nadzvukového letadla má dobrý smysl pro „překonání“ zvukové bariéry se svým letounem: při přechodu na nadzvukové proudění je cítit „aerodynamický šok“ a charakteristické „skoky“ v ovladatelnosti. Tyto procesy však přímo nesouvisí s „tleskáním“ na zemi.
Než letadlo prolomí zvukovou bariéru, a neobvyklý mrak, jehož původ je stále nejasný. Podle nejoblíbenější hypotézy dochází v blízkosti letadla k poklesu tlaku a k tzv Prandtl-Glauertova singularita následuje kondenzace kapiček vody z vlhký vzduch. Ve skutečnosti vidíte kondenzaci na fotkách níže...
Kliknutím na obrázek jej zvětšíte.