(manchmal mehr als eine, je nach Körperform). Das Foto zeigt Stoßwellen, die an der Rumpfspitze des Modells, an der Vorder- und Hinterkante der Tragfläche und am hinteren Ende des Modells erzeugt werden.
An der Vorderseite einer Stoßwelle (manchmal auch als Stoßwelle bezeichnet), die eine sehr geringe Dicke (Bruchteile eines Millimeters) hat, treten fast abrupt kardinale Änderungen der Strömungseigenschaften auf - ihre Geschwindigkeit relativ zum Körper nimmt ab und wird Unterschall, der Druck in der Strömung und die Temperatur des Gases steigen schlagartig an. Ein Teil der kinetischen Energie der Strömung wird in die innere Energie des Gases umgewandelt. Alle diese Änderungen sind umso größer, je höher die Geschwindigkeit der Überschallströmung ist. Bei Hyperschallgeschwindigkeiten(Mach 5 und höher) erreicht die Gastemperatur mehrere tausend Grad, was zu ernsthaften Problemen für Fahrzeuge führt, die sich mit solchen Geschwindigkeiten bewegen (z Flug).
Wenn sich die Stoßwellenfront vom Apparat wegbewegt, nimmt sie allmählich eine fast regelmäßige konische Form an, der Druckabfall über ihr nimmt mit zunehmendem Abstand von der Spitze des Kegels ab und die Stoßwelle wird zu einer Schallwelle. Der Winkel zwischen der Achse und der Erzeugenden des Kegels hängt mit der Machzahl durch die Beziehung zusammen:
Erreicht diese Welle einen Beobachter, der sich zum Beispiel auf der Erde befindet, hört er ein lautes Geräusch, ähnlich einer Explosion. Ein weit verbreitetes Missverständnis ist, dass dies eine Folge davon ist, dass das Flugzeug die Schallgeschwindigkeit erreicht oder „die Schallmauer durchbricht“. Tatsächlich passiert in diesem Moment eine Stoßwelle den Beobachter, die das sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegende Flugzeug ständig begleitet. Normalerweise kann der Beobachter unmittelbar nach dem "Pop" das Brummen der Flugzeugtriebwerke hören, das vor dem Durchgang der Stoßwelle nicht zu hören ist, da sich das Flugzeug schneller bewegt als die von ihm erzeugten Geräusche. Eine sehr ähnliche Beobachtung findet beim Unterschallflug statt - ein Flugzeug, das in großer Höhe (mehr als 1 km) über einem Beobachter fliegt, ist nicht zu hören, oder wir hören es mit Verzögerung: Die Richtung zur Schallquelle stimmt nicht mit überein die Richtung zum sichtbaren Flugzeug für den Beobachter vom Boden aus.
Welle Krise
Wellenkrise - eine Veränderung in der Art der Strömung Flugzeug luftstrom, wenn sich die Fluggeschwindigkeit der Schallgeschwindigkeit nähert, in der Regel begleitet von einer Verschlechterung der aerodynamischen Eigenschaften des Geräts - einer Erhöhung des Luftwiderstands, einer Verringerung des Auftriebs, dem Auftreten von Vibrationen usw.
Bereits während des Zweiten Weltkriegs näherte sich die Geschwindigkeit der Jäger der Schallgeschwindigkeit. Gleichzeitig beobachteten Piloten manchmal damals unverständliche und bedrohliche Phänomene, die bei ihren Autos beim Fliegen mit Höchstgeschwindigkeiten auftraten. Der emotionale Bericht des Piloten der US Air Force an seinen Kommandanten, General Arnold, ist erhalten geblieben:
„Sir, unsere Flugzeuge sind jetzt schon sehr streng. Wenn es Autos mit noch höheren Geschwindigkeiten gibt, werden wir sie nicht fliegen können. Letzte Woche bin ich mit meinem Mustang auf Me-109 getaucht. Mein Flugzeug zitterte wie ein pneumatischer Hammer und hörte auf, den Rudern zu gehorchen. Ich konnte ihn nicht aus seinem Tauchgang herausholen. Nur dreihundert Meter über dem Boden habe ich das Auto kaum nivelliert ... ".
Nach dem Krieg, als viele Flugzeugkonstrukteure und Testpiloten beharrlich versuchten, eine psychologisch bedeutsame Marke zu erreichen - die Schallgeschwindigkeit -, wurden diese unverständlichen Phänomene zur Norm, und viele dieser Versuche endeten tragisch. Daraus entstand der nicht ganz so mystische Ausdruck „Schallmauer“ (fr. mur du sohn, Deutsch Schallmauer- Schallwand). Pessimisten argumentierten, dass es unmöglich sei, diese Grenze zu überschreiten, obwohl Enthusiasten dies wiederholt unter Lebensgefahr versuchten. Die Entwicklung wissenschaftlicher Ideen zur Überschallbewegung von Gas ermöglichte es, nicht nur die Natur der "Schallmauer" zu erklären, sondern auch Mittel zu ihrer Überwindung zu finden.
Bei der Umströmung von Rumpf, Flügel und Heck des Flugzeugs mit Unterschall erscheinen an den konvexen Abschnitten ihrer Konturen Zonen lokaler Strömungsbeschleunigung. Wenn sich die Fluggeschwindigkeit eines Flugzeugs der Schallgeschwindigkeit nähert, kann die lokale Luftgeschwindigkeit in den Strömungsbeschleunigungszonen die Schallgeschwindigkeit geringfügig überschreiten (Abb. 1a). Nach dem Passieren der Beschleunigungszone verlangsamt sich die Strömung mit der unvermeidlichen Bildung einer Stoßwelle (dies ist die Eigenschaft von Überschallströmungen: Der Übergang von Überschall- zu Unterschallgeschwindigkeit erfolgt immer diskontinuierlich - unter Bildung einer Stoßwelle). Die Intensität dieser Stoßwellen ist gering - der Druckabfall an ihren Fronten ist gering, aber sie treten sofort in einer Vielzahl an verschiedenen Punkten auf der Oberfläche des Geräts auf und verändern zusammen mit einer Verschlechterung die Art ihres Flusses stark in seinen Flugeigenschaften: Der Flügelauftrieb sinkt, Luftruder und Querruder verlieren ihre Wirkung, der Apparat wird unkontrollierbar, und das alles extrem instabil, es gibt starke Vibrationen. Dieses Phänomen wurde benannt Welle Krise. Wenn die Geschwindigkeit des Apparats Überschall erreicht (> 1), wird die Strömung wieder stabil, obwohl sich ihr Charakter grundlegend ändert (Abb. 1b).
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| Reis. 1a. Aerowing in der Nähe des Schallflusses. | Reis. 1b. Aerowing in Überschallströmung. |
Bei Flügeln mit einem relativ dicken Profil verschiebt sich unter Bedingungen einer Wellenkrise der Druckmittelpunkt stark nach hinten und die Nase des Flugzeugs wird "schwerer". Piloten von Kolbenjägern mit einem solchen Flügel, die versuchten, bei einem Sturzflug aus großer Höhe maximale Geschwindigkeit zu entwickeln maximale Leistung, als sie sich der "Schallmauer" näherten, wurden sie Opfer einer Wellenkrise - einmal drin, war es unmöglich, ohne Löschgeschwindigkeit aus einem Tauchgang herauszukommen, was wiederum bei einem Tauchgang sehr schwierig ist. Der berühmteste Fall des Eintauchens in einen Tauchgang aus dem Horizontalflug in der Geschichte der russischen Luftfahrt ist die Katastrophe von Bakhchivandzhi während des Tests der BI-1-Rakete mit Höchstgeschwindigkeit. Die besten Straight-Wing-Jäger des Zweiten Weltkriegs, wie die P-51 Mustang oder die Me-109, hatten in großen Höhen bei Geschwindigkeiten von 700-750 km/h eine Wellenkrise. Gleichzeitig hatten die Jets Messerschmitt Me.262 und Me.163 aus der gleichen Zeit einen Pfeilflügel, dank dem sie problemlos Geschwindigkeiten von über 800 km / h entwickelten. Es sollte auch beachtet werden, dass ein Flugzeug mit einem herkömmlichen Propeller im Horizontalflug keine Geschwindigkeiten nahe der Schallgeschwindigkeit erreichen kann, da die Propellerblätter in die Zone der Wellenkrise gelangen und viel früher als das Flugzeug an Effizienz verlieren. Überschallpropeller mit Säbelblättern können dieses Problem aber weiter lösen dieser Moment solche Schrauben erweisen sich als technisch zu aufwändig und sehr laut, weshalb sie in der Praxis nicht eingesetzt werden.
Moderne Unterschallflugzeuge mit einer Reisefluggeschwindigkeit nahe genug an der Schallgeschwindigkeit (über 800 km/h) werden normalerweise mit Pfeilflügeln und Leitwerken mit dünnen Profilen ausgeführt, was es ermöglicht, die Geschwindigkeit, bei der eine Wellenkrise beginnt, nach oben zu verschieben Werte. Überschallflugzeuge, die beim Erreichen von Überschallgeschwindigkeit einen Abschnitt einer Wellenkrise durchlaufen müssen, weisen strukturelle Unterschiede zu Unterschallflugzeugen auf, die sowohl mit den Merkmalen der Überschallströmung des Luftmediums als auch mit der Notwendigkeit zusammenhängen, den dabei auftretenden Belastungen standzuhalten Überschallflug- und Wellenkrise, insbesondere - dreieckig im Grundriss, ein Flügel mit einem rautenförmigen oder dreieckigen Profil.
- bei Unterschallfluggeschwindigkeiten sollten Geschwindigkeiten vermieden werden, bei denen eine Wellenkrise beginnt (diese Geschwindigkeiten hängen von den aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeugs und von der Flughöhe ab);
- der Übergang von Unterschall- auf Überschallgeschwindigkeit von Düsenflugzeugen sollte so schnell wie möglich unter Verwendung eines Triebwerksnachbrenners erfolgen, um einen langen Flug in der Wellenkrisenzone zu vermeiden.
Begriff Welle Krise gilt auch für Wasserfahrzeuge, die sich mit Geschwindigkeiten bewegen, die der Geschwindigkeit von Wellen auf der Wasseroberfläche nahekommen. Die Entwicklung einer Wellenkrise macht es schwierig, die Geschwindigkeit zu erhöhen. Die Überwindung der Wellenkrise durch das Schiff bedeutet den Eintritt in den Gleitmodus (Gleiten des Rumpfes auf der Wasseroberfläche).
Historische Fakten
- Der erste Pilot, der im kontrollierten Flug Überschallgeschwindigkeit erreichte, war der amerikanische Testpilot Chuck Yeager auf dem Experimentalflugzeug Bell X-1 (mit geradem Flügel und Raketenantrieb XLR-11) erreicht M=1.06 in einem sanften Tauchgang. Es geschah am 14. Oktober 1947.
- In der UdSSR wurde die Schallmauer zuerst am 26. Dezember 1948 von Sokolovsky und dann von Fedorov bei Flügen mit einer Abnahme eines experimentellen La-176-Jägers überwunden.
- Das erste zivile Flugzeug, das die Schallmauer durchbrach, war das Passagierschiff Douglas DC-8. Am 21. August 1961 erreichte es bei einem kontrollierten Sturzflug aus einer Höhe von 12496 m eine Geschwindigkeit von 1,012 Mach oder 1262 km/h. Der Flug wurde durchgeführt, um Daten für die Konstruktion neuer Flügelvorderkanten zu sammeln.
- Am 15. Oktober 1997, 50 Jahre nachdem er die Schallmauer in einem Flugzeug durchbrochen hatte, durchbrach der Engländer Andy Green die Schallmauer in einem Thrust SSC-Auto.
- Am 14. Oktober 2012 durchbrach Felix Baumgartner als erster Mensch ohne motorisierte Hilfe die Schallmauer Fahrzeug, im freien Fall beim Sprung aus 39 Kilometern Höhe. Im freien Fall erreichte er eine Geschwindigkeit von 1342,8 Stundenkilometern.
siehe auch
- Thermische Barriere (Probleme bei der Entwicklung von Hyperschallflugzeugen)
Anmerkungen
Verknüpfungen
- Theoretische und technische Grundlagen der Luft- und Raumfahrttechnik.
Wikimedia-Stiftung. 2010 .
Sehen Sie in anderen Wörterbüchern, was "Sound Barrier" ist:
SOUND BARRIER, die Ursache von Schwierigkeiten in der Luftfahrt bei der Erhöhung der Fluggeschwindigkeit über die Schallgeschwindigkeit (SUPERSONIC SPEED). Bei Annäherung an die Schallgeschwindigkeit erfährt das Flugzeug einen unerwarteten Anstieg des Luftwiderstands und einen Verlust des aerodynamischen LIFT ... ... Wissenschaftliches und technisches Lexikon
Ein Phänomen, das während des Fluges eines Flugzeugs oder einer Rakete im Moment des Übergangs von Unterschall- zu Überschallfluggeschwindigkeit in der Atmosphäre auftritt. Wenn sich die Flugzeuggeschwindigkeit der Schallgeschwindigkeit (1200 km / h) nähert, erscheint in der Luft davor ein dünner Bereich, in dem ... ... Enzyklopädie der Technik
Schallmauer- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Schallmauer; Schallmauer {f} Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. Schallmauer, m pranc. Barriere sonique, f; frontiere sonique, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas
Schallmauer- garso barjeras statusas T sritis Energetika apibrėžtis Staigus aerodinaminio pasipriešinimo padidėjimas, kai orlaivio greitis tampa garso greičiu (viršija kritinė Macho skaičiaus vertė). Aiškinamas bangų krize dėl staiga padidėjusio… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
Woran denken wir, wenn wir den Ausdruck „Schallmauer“ hören? Eine gewisse Grenze, die das Gehör und das Wohlbefinden ernsthaft beeinträchtigen kann. Normalerweise wird die Schallmauer mit der Eroberung des Luftraums korreliert und
Die Überwindung dieser Barriere kann die Entwicklung chronischer Krankheiten, Schmerzsyndrome und allergischer Reaktionen hervorrufen. Sind diese Wahrnehmungen richtig oder sind es Klischees? Haben sie eine sachliche Grundlage? Was ist eine Schallmauer? Wie und warum tritt es auf? All dies und einiges zusätzliche Nuancen, sowie historische Fakten zu diesem Konzept, werden wir versuchen, in diesem Artikel herauszufinden.
Diese mysteriöse Wissenschaft ist die Aerodynamik
In der Wissenschaft der Aerodynamik, um die Phänomene zu erklären, die die Bewegung begleiten
Flugzeugen gibt es das Konzept der "Schallmauer". Dies ist eine Reihe von Phänomenen, die während der Bewegung von Überschallflugzeugen oder Raketen auftreten, die sich mit Geschwindigkeiten nahe der Schallgeschwindigkeit oder höher bewegen.
Was ist eine Stoßwelle?
Bei der Überschallströmung um den Apparat entsteht im Windkanal eine Stoßwelle. Seine Spuren sind sogar mit bloßem Auge zu erkennen. Auf dem Boden sind sie mit einer gelben Linie markiert. Außerhalb des Kegels der Schockwelle, vor der gelben Linie, am Boden, ist das Flugzeug nicht einmal zu hören. Bei einer den Schall übersteigenden Geschwindigkeit werden die Körper einer Umströmung des Schallstrahls ausgesetzt, was eine Stoßwelle nach sich zieht. Je nach Körperform kann es nicht allein sein.
Stoßwellentransformation
Die Stoßwellenfront, die manchmal als Stoßwelle bezeichnet wird, hat eine ziemlich geringe Dicke, die es dennoch ermöglicht, abrupte Änderungen der Strömungseigenschaften, eine Abnahme ihrer Geschwindigkeit relativ zum Körper und eine entsprechende zu verfolgen Erhöhung des Drucks und der Temperatur des Gases in der Strömung. Dabei wird die kinetische Energie teilweise in die innere Energie des Gases umgewandelt. Die Anzahl dieser Änderungen hängt direkt von der Geschwindigkeit der Überschallströmung ab. Wenn sich die Stoßwelle von der Vorrichtung wegbewegt, nehmen die Druckabfälle ab und die Stoßwelle wird in Schall umgewandelt. Sie kann einen Beobachter von außen erreichen, der ein charakteristisches Geräusch hört, das einer Explosion ähnelt. Es gibt eine Meinung, dass dies darauf hindeutet, dass das Gerät die Schallgeschwindigkeit erreicht hat, wenn das Flugzeug die Schallmauer hinter sich lässt.
Was ist wirklich los?
Der sogenannte Moment der Überwindung der Schallmauer ist in der Praxis der Durchgang einer Stoßwelle mit zunehmendem Dröhnen von Flugzeugtriebwerken. Jetzt ist das Gerät dem Begleitgeräusch voraus, sodass das Motorenbrummen danach zu hören ist. Die Annäherung der Geschwindigkeit an die Schallgeschwindigkeit wurde während des Zweiten Weltkriegs möglich, aber gleichzeitig bemerkten die Piloten Alarmsignale beim Betrieb von Flugzeugen.
Nach Kriegsende versuchten viele Flugzeugkonstrukteure und Piloten, Schallgeschwindigkeit zu erreichen und die Schallmauer zu durchbrechen, aber viele dieser Versuche endeten tragisch. Pessimistische Wissenschaftler argumentierten, dass diese Grenze nicht überschritten werden könne. Keineswegs experimentell, sondern wissenschaftlich, war es möglich, das Wesen des Begriffs „Schallmauer“ zu erklären und Wege zu seiner Überwindung zu finden.
Sichere Flüge mit transsonischen und Überschallgeschwindigkeiten sind möglich, wenn eine Wellenkrise vermieden wird, deren Auftreten von den aerodynamischen Parametern des Flugzeugs und der Flughöhe abhängt. Die Übergänge von einer Geschwindigkeitsstufe zur anderen sollten möglichst schnell mit Nachbrenner erfolgen, um einen langen Flug im Wellenkrisengebiet zu vermeiden. Die Wellenkrise als Konzept kam daher Wassertransport. Es entstand im Moment der Bewegung von Schiffen mit einer Geschwindigkeit nahe der Geschwindigkeit von Wellen auf der Wasseroberfläche. In eine Wellenkrise zu geraten bringt die Schwierigkeit mit sich, die Geschwindigkeit zu erhöhen, und wenn es so einfach wie möglich ist, die Wellenkrise zu überwinden, dann kann man in den Modus des Gleitens oder Gleitens auf der Wasseroberfläche einsteigen.
Geschichte im Flugzeugmanagement
Der erste Mensch, der in einem Versuchsflugzeug Überschallfluggeschwindigkeit erreichte, ist der amerikanische Pilot Chuck Yeager. Seine Leistung geht am 14. Oktober 1947 in die Geschichte ein. Auf dem Territorium der UdSSR wurde die Schallmauer am 26. Dezember 1948 von Sokolovsky und Fedorov überwunden, die einen erfahrenen Jäger flogen.
Von den Zivilisten durchbrach das Passagierschiff Douglas DC-8 die Schallmauer, die am 21. August 1961 eine Geschwindigkeit von 1.012 Mach oder 1262 km / h erreichte. Die Mission bestand darin, Daten für das Flügeldesign zu sammeln. Unter den Flugzeugen wurde der Weltrekord von einer aeroballistischen Luft-Boden-Hyperschallrakete aufgestellt, die im Einsatz ist russische Armee. In einer Höhe von 31,2 Kilometern erreichte die Rakete eine Geschwindigkeit von 6389 km/h.
50 Jahre nach dem Durchbrechen der Schallmauer in der Luft gelang dem Engländer Andy Green eine ähnliche Leistung in einem Auto. Im freien Fall versuchte der Amerikaner Joe Kittinger, den Rekord zu brechen, der eine Höhe von 31,5 Kilometern bezwang. Heute, am 14. Oktober 2012, hat Felix Baumgartner im freien Fall aus 39 Kilometern Höhe einen Weltrekord ohne Hilfe eines Fahrzeugs aufgestellt und dabei die Schallmauer durchbrochen. Gleichzeitig erreichte seine Geschwindigkeit 1342,8 Kilometer pro Stunde.
Der ungewöhnlichste Durchbruch der Schallmauer
Es ist seltsam zu denken, aber die erste Erfindung der Welt, die diese Grenze überwand, war die gewöhnliche Peitsche, die vor fast 7.000 Jahren von den alten Chinesen erfunden wurde. Fast bis zur Erfindung der Sofortbildfotografie im Jahr 1927 ahnte niemand, dass das Knallen einer Peitsche ein Miniatur-Überschallknall war. Ein scharfer Schwung bildet eine Schleife und die Geschwindigkeit nimmt stark zu, was das Klicken bestätigt. Die Schallmauer wird bei einer Geschwindigkeit von etwa 1200 km/h überwunden.
Das Geheimnis der lautesten Stadt
Kein Wunder, dass die Bewohner kleiner Städte geschockt sind, wenn sie die Hauptstadt zum ersten Mal sehen. Fülle von Verkehrsmitteln, Hunderte von Restaurants und Unterhaltungszentren verwirren und aus dem üblichen Trott herausschlagen. Der Frühlingsanfang in der Hauptstadt wird normalerweise auf den April datiert, nicht auf den rebellischen Schneesturm-März. Im April ist der Himmel klar, Bäche fließen und Knospen öffnen sich. Müde des langen Winters öffnen die Menschen ihre Fenster weit der Sonne entgegen, Straßenlärm dringt in die Häuser. Auf der Straße zwitschern Vögel ohrenbetäubend, Künstler singen, fröhliche Studenten rezitieren Gedichte, vom Stau- und U-Bahn-Lärm ganz zu schweigen. Mitarbeiter von Hygieneabteilungen stellen fest, dass es ungesund ist, sich lange in einer lauten Stadt aufzuhalten. Die Klangkulisse der Hauptstadt besteht aus Verkehr,
Flug-, Industrie- und Haushaltslärm. Am schädlichsten ist nur Autolärm, da Flugzeuge hoch genug fliegen und der Lärm von Unternehmen in ihren Gebäuden aufgelöst wird. Das ständige Brummen von Autos auf besonders stark befahrenen Autobahnen übersteigt alle zulässigen Normen doppelt. Wie wird die Schallmauer in der Hauptstadt überwunden? Moskau ist wegen der Fülle an Geräuschen gefährlich, daher installieren die Einwohner der Hauptstadt doppelt verglaste Fenster, um den Lärm zu dämpfen.
Wie wird die Schallmauer durchbrochen?
Bis 1947 gab es keine tatsächlichen Daten über das Wohlbefinden einer Person im Cockpit eines Flugzeugs, das schneller als der Schall fliegt. Wie sich herausstellte, erfordert das Durchbrechen der Schallmauer eine gewisse Kraft und Mut. Während des Fluges wird klar, dass es keine Überlebensgarantien gibt. Selbst ein professioneller Pilot kann nicht mit Sicherheit sagen, ob das Design des Flugzeugs dem Angriff der Elemente standhält. Innerhalb weniger Minuten kann das Flugzeug einfach auseinanderfallen. Was erklärt das? Es sollte beachtet werden, dass eine Bewegung mit Unterschallgeschwindigkeit akustische Wellen erzeugt, die wie Kreise von einem gefallenen Stein zerstreut werden. Überschallgeschwindigkeit erregt Schockwellen, und eine am Boden stehende Person hört ein Geräusch, das einer Explosion ähnelt. Ohne mächtig Computers Es war schwierig, komplexe zu lösen und musste sich auf Blasmodelle in Windkanälen verlassen. Manchmal erreicht die Stoßwelle bei unzureichender Beschleunigung des Flugzeugs eine solche Stärke, dass Fenster aus den Häusern fliegen, über die das Flugzeug fliegt. Nicht jeder wird in der Lage sein, die Schallmauer zu überwinden, da in diesem Moment die gesamte Struktur zittert und die Befestigungen des Geräts erheblich beschädigt werden können. Daher sind eine gute Gesundheit und emotionale Stabilität für Piloten so wichtig. Wenn der Flug reibungslos verläuft und die Schallmauer so schnell wie möglich überwunden wird, werden weder der Pilot noch mögliche Passagiere besonders unangenehme Empfindungen empfinden. Eigens für die Überwindung der Schallmauer wurde im Januar 1946 ein Forschungsflugzeug gebaut. Die Schaffung der Maschine wurde auf Anordnung des Verteidigungsministeriums initiiert, aber anstelle von Waffen war sie mit wissenschaftlicher Ausrüstung gefüllt, die den Betrieb von Mechanismen und Instrumenten überwachte. Dieses Flugzeug sah aus wie ein modernes Marschflugkörper mit eingebautem Raketentriebwerk. Die Überwindung der Schallmauer durch ein Flugzeug trat auf, als Höchstgeschwindigkeit 2736 km/h.
Verbale und materielle Denkmäler für die Eroberung der Schallgeschwindigkeit
Erfolge beim Durchbrechen der Schallmauer werden heute hoch geschätzt. Das Flugzeug, in dem Chuck Yeager es zuerst überwunden hat, ist jetzt im National Air and Space Museum in Washington ausgestellt. Aber technische Spezifikationen Diese menschliche Erfindung wäre ohne die Verdienste des Piloten selbst wenig wert. Chuck Yeager ging durch die Flugschule und kämpfte in Europa, danach kehrte er nach England zurück. Die unfaire Suspendierung vom Fliegen brach den Geist von Yeager nicht, und er erhielt eine Ernennung zum Oberbefehlshaber der Truppen Europas. In den Jahren vor Kriegsende nahm Yeager an 64 Einsätzen teil, bei denen er 13 Flugzeuge abschoss. Chuck Yeager kehrte im Rang eines Captains in seine Heimat zurück. Seine Eigenschaften zeichnen sich durch phänomenale Intuition, unglaubliche Gelassenheit und Ausdauer in kritischen Situationen aus. Mehr als einmal stellte Yeager in seinem Flugzeug Rekorde auf. Seine spätere Karriere war in der Air Force, wo er Piloten ausbildete. BEI das letzte Mal Chuck Yeager durchbrach die Schallmauer im Alter von 74 Jahren, das war der fünfzigste Jahrestag seiner Fluggeschichte und 1997.
Komplexe Aufgaben der Flugzeugbauer
Die Entwicklung des weltberühmten MiG-15-Flugzeugs begann zu einer Zeit, als die Entwickler erkannten, dass es unmöglich war, sich nur auf das Durchbrechen der Schallmauer zu stützen, sondern komplexe technische Probleme gelöst werden sollten. Als Ergebnis wurde eine Maschine geschaffen, die so erfolgreich war, dass ihre Modifikationen von verschiedenen Ländern übernommen wurden. Mehrere verschiedene Konstruktionsbüros traten in eine Art Konkurrenzkampf ein, dessen Preis ein Patent für das erfolgreichste und funktionellste Flugzeug war. Entwickelte Flugzeuge mit Pfeilflügeln, was eine Revolution in ihrem Design war. Das ideale Gerät müsste leistungsstark, schnell und unglaublich widerstandsfähig gegen äußere Beschädigungen sein. Die geschwungenen Flügel des Flugzeugs wurden zu einem Element, das ihnen half, die Schallgeschwindigkeit zu verdreifachen. Darüber hinaus wuchs es weiter, was durch eine Steigerung der Motorleistung, die Verwendung innovativer Materialien und die Optimierung aerodynamischer Parameter erklärt wurde. Das Durchbrechen der Schallmauer ist auch für Laien möglich und real geworden, wird dadurch aber nicht weniger gefährlich, daher sollte jeder Extremsuchende seine Stärken vernünftig einschätzen, bevor er sich für ein solches Experiment entscheidet.
Warum durchbricht ein Flugzeug die Schallmauer, begleitet von einem explosiven Knall? Und was ist eine „Schallmauer“?
Es gibt ein Missverständnis mit "Baumwolle", das durch ein Missverständnis des Begriffs "Schallmauer" verursacht wird. Dieses "Klatschen" wird richtig als "Überschallknall" bezeichnet. Ein Flugzeug, das sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegt, erzeugt Stoßwellen, Luftdruckstöße, in der Umgebungsluft. Vereinfacht kann man sich diese Wellen als Kegel vorstellen, der den Flug eines Flugzeugs begleitet, mit einer Spitze, die sozusagen am vorderen Teil des Rumpfs befestigt ist, und Generatoren, die gegen die Bewegung des Flugzeugs gerichtet sind und sich zum Beispiel ziemlich weit ausbreiten , an die Erdoberfläche.
Wenn die Grenze dieses imaginären Kegels, der die Front der Hauptschallwelle bezeichnet, das menschliche Ohr erreicht, wird ein scharfer Drucksprung vom Ohr als Knall wahrgenommen. Der Überschallknall begleitet wie ein Fessel den gesamten Flug des Flugzeugs, vorausgesetzt, das Flugzeug bewegt sich schnell genug, wenn auch mit konstanter Geschwindigkeit. Baumwolle hingegen scheint der Durchgang der Hauptschallstoßwelle über einen festen Punkt auf der Erdoberfläche zu sein, an dem sich beispielsweise der Zuhörer befindet.
Mit anderen Worten, wenn ein Überschallflugzeug mit konstanter, aber Überschallgeschwindigkeit über dem Zuhörer hin und her zu fliegen begann, dann wäre das Klatschen jedes Mal zu hören, einige Zeit nachdem das Flugzeug den Zuhörer in ziemlich geringer Entfernung überflogen hatte.
Eine „Schallmauer“ in der Aerodynamik wird als scharfer Luftwiderstandssprung bezeichnet, der auftritt, wenn ein Flugzeug eine bestimmte Grenzgeschwindigkeit nahe der Schallgeschwindigkeit erreicht. Wenn diese Geschwindigkeit erreicht ist, ändert sich die Art der Luftströmung um das Flugzeug herum dramatisch, was es früher sehr schwierig machte, Überschallgeschwindigkeiten zu erreichen. Ein herkömmliches Unterschallflugzeug ist nicht in der Lage, dauerhaft schneller als Schall zu fliegen, egal wie es beschleunigt wird - es verliert einfach die Kontrolle und fällt auseinander.
Um die Schallmauer zu überwinden, mussten die Wissenschaftler einen Flügel mit einem speziellen aerodynamischen Profil entwickeln und sich andere Tricks einfallen lassen. Interessant ist, dass sich der Pilot eines modernen Überschallflugzeugs der „Überwindung“ der Schallmauer durch sein Flugzeug bewusst ist: Beim Umschalten auf eine Überschallströmung sind ein „aerodynamischer Aufprall“ und charakteristische „Sprünge“ in der Steuerbarkeit zu spüren. Diese Prozesse stehen jedoch nicht in direktem Zusammenhang mit den „Pops“ vor Ort.
Bevor das Flugzeug die Schallmauer durchbricht, kann sich eine ungewöhnliche Wolke bilden, deren Ursprung noch nicht klar ist. Nach der populärsten Hypothese gibt es einen Druckabfall in der Nähe des Flugzeugs und einen sogenannten Prandtl-Glauert-Singularität gefolgt von der Kondensation von Wassertröpfchen aus feuchter Luft. Tatsächlich können Sie das Kondensat auf den Bildern unten sehen ...
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Offiziell überwand der erste Pilot aus den USA, Chuck Yeager, die Überschallgeschwindigkeit. Der Rekord wurde am 14.10.1957 auf der Bell X-1 aufgestellt, die Anfang 1946 von Bell Aircraft speziell für diesen Zweck konstruiert wurde. Das Flugzeug wurde im Auftrag des Militärs hergestellt, hatte aber nichts mit der Durchführung von Feindseligkeiten zu tun. Das Auto war buchstäblich mit Forschungsgeräten vollgestopft. Äußerlich ähnelte die Bell X-1 einem modernen Marschflugkörper.
Testpilot Chuck Yeager
Pilot im Jahr 1923 13. Februar. Nach dem Schulabschluss trat der junge Mann sofort in die Flugschule ein, danach musste er in Europa kämpfen. Ganz am Anfang seiner fliegerischen Karriere gelang es dem Piloten, die Messerschmitt-109 abzuschießen, später wurde er jedoch selbst am französischen Himmel besiegt und zum Fallschirmspringen gezwungen.
Der Pilot wurde von Partisanen aufgegriffen, aber die Spionageabwehr entfernte ihn vom Fliegen. Empört sicherte sich Chuck einen Termin mit Eisenhower, der das Kommando hatte Alliierten. Er glaubte dem jungen Mann und, wie sich herausstellte, nicht umsonst: Dem tapferen Piloten gelang es, vor Kriegsende weitere 13 Flugzeuge abzuschießen.
Yeager kehrte mit einer hervorragenden Erfolgsbilanz, Eigenschaften und Auszeichnungen im Rang eines Kapitäns nach Hause zurück. Dies trug dazu bei, dass der Pilot in ein spezielles Team von Testern aufgenommen wurde, die damals so sorgfältig ausgewählt wurden wie Astronauten. Chucks Flugzeug wurde zu Ehren seiner Frau zum Captivating Glenys. Das Flugzeug war mit einem Strahltriebwerk ausgestattet und wurde von einem B-52-Bomber gestartet.
Auf einem geflügelten Auto stellte der Pilot mehr als einmal Geschwindigkeitsrekorde auf: Ende 1947 brach er erstmals den bisherigen Höhenrekord (21372 m), und 1953 gelang es ihm, das Gerät auf fast 2800 km / h oder 2,5 zu verteilen M (die Schallgeschwindigkeit wird in „max“ gemessen, benannt nach dem deutschen Philosophen, Ingenieur; 1 M entspricht ungefähr 1200 km/h). Yeager ging 1975 als Brigadegeneral in den Ruhestand, nachdem er es geschafft hatte, am Vietnamkrieg und den Kämpfen in Korea teilzunehmen.
Die UdSSR konnte sich Versuchen zur Überwindung der Schallmauer nicht entziehen; Mehrere Konstruktionsbüros (Lavochkin, Yakovlev, Mikoyan) waren gleichzeitig an der Vorbereitung eines Flugzeugs beteiligt, das schneller als der Schall fliegen sollte. Eine solche Ehre wurde dem Flugzeug La-176 von Lavochkins "Firma" zuteil. Das Auto wurde im Dezember 1948 vollständig für Flüge vorbereitet. Und am 26. überwand Oberst Fedorov die berüchtigte Barriere und beschleunigte in einem Tauchgang. Später erhielt der Pilot den Titel Held der Sowjetunion.
