Що таке звуковий бар’єр?

Сьогодні нікого не здивувати надзвуковими літаками, які розвивають швидкість понад 1200 км / год, долаючи при цьому, так званий, “звуковий бар’єр”. Багато, швидше за все, знають, що момент подолання літаком звукового бар’єру (коли швидкість літака стає більше швидкості звуку) супроводжується надзвичайно сильним звуком, схожим на звук вибуху.

Слід відразу сказати, що сам термін “звуковий бар’єр” не відображає ті фізичні процеси, які відбуваються в момент подолання літаком швидкості звуку (ніякого “бар’єру” насправді не існує). Під час руху літака з дозвуковій швидкістю, попереду його руху створюється хвиля стиснення (що рухається зі швидкістю звуку) з спресованих повітряних частинок, т. К. Атмосферне повітря є досить щільним середовищем. Рухаючись попереду літака, ця хвиля змушує повітряні потоки обтікати площині літака, оскільки її швидкість вище швидкості літака.

У момент, коли швидкість літака порівнюється зі швидкістю звуку, хвилі стиснення попереду літака вже не утворюється, замість цього формується ударна хвиля, що створює великі навантаження на крила літака. З цієї причини раніше, коли літаки не могли досягти швидкості звуку, вважалося, що така ударна хвиля буде створювати “звуковий бар’єр”. Після того, як була досягнута швидкість звуку, з’ясувалося, що на практиці ніякого “бар’єру” не існує. Удар, чутний в момент досягнення літаком швидкості звуку, і є ударною хвилею, про яку було сказано вище.

Вперше звуковий бар’єр був подоланий 14 жовтня 1947 року американським льотчиком Чаком Йегером на літаку Х-1. Приблизно рік тому досягнення Йегера повторив радянський пілот Іван Федоров. Треба сказати, що подвиг льотчиків вперше подолали звуковий бар’єр, можна поставити в один ряд з першим польотом людини в космос, адже фахівці точно не знали, як поведе себе літак при досягненні надзвукової швидкості. Все, що знали конструктори, при наближенні до швидкості звуку виникала, так звана, проблема флатера – автоколебаний, які за лічені хвилини руйнували конструкції літального апарату і літак просто розсипався в повітрі на частини. Все відбувалося так швидко, що льотчики не встигали змінити режим польоту. Проблему вдалося вирішити молодому російському вченому Мстиславу Всеволодовичу Келдишу, описав теорію явища, яка дозволила конструкторам знайти спосіб вирішення проблеми.

подолання звукового бар’єру
Слід сказати, що в момент подолання літаком швидкості звуку формується не тільки потужна ударна звукова хвиля, але, також спостерігається ефектне візуальне явище у вигляді туманного ореола, що оточує літальний апарату, як ніби він пробиває “дірку” в інший вимір.

У шістдесятих роках минулого століття були побудовані пасажирські надзвукові літаки ТУ-144 і “Конкорд”, які потім були зняті з експлуатації (останній політ “Конкорда” відбувся 26 листопада 2003 року) через високу вартість обслуговування і великої витрати палива.

Доля ТУ-144 виявилася ще більш “плачевною” – в цілому під прапором “Аерофлоту” було скоєно всього 102 рейси (55 пасажирських). Для порівняння: ТУ-144 було перевезено 3284 пасажирів; “Конкорд” перевіз понад 2,5 млн. Пасажирів. Все, що можна занести в “актив” ТУ-144 – це серія випробувальних польотів в ході яких було встановлено ряд світових рекордів.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Чому коти бояться води?