Zagotovo so mnogi slišali za skrivnostno zvočno pregrado, ki jo borci in bombniki premagajo, pa tudi nadzvočne rakete. Kakšna je ta ovira, ali jo je mogoče videti vizualno in kaj je vzrok glasnega eksplozivnega zvoka?
Kaj je zvočna ovira?
Zvočna ovira na področju aerodinamike - gre za tehnične težave, ki nastanejo zaradi pojavov, povezanih z gibanjem zrakoplova s hitrostjo, enako ali večjo od hitrosti zvoka.
Razumeti morate, da to ni resnična ovira, ki jo mora letalo premagati, kot nekakšna nevidna stena, temveč abstraktni koncept. Nastala je v času, ko je letalstvo mislilo le na letala, ki lahko potujejo z veliko hitrostjo - nadzvočno. Mnogi so celo vztrajali pri nedosegljivosti takšnih rezultatov.
Kakšna je hitrost zvoka?
Hitrost zvoka je hitrost, s katero se v določenem mediju širijo elastični valovi. Ta indikator se razlikuje glede na okolje. Na primer, hitrost zvoka v zraku - 331 m / s ali 1191,6 km / h.
Premagovanje hitrosti zvoka
Kako se premaga zvočna pregrada? Letalo vzleti in postopoma pospešuje vedno več. Okoli nje teče nadzvočni zračni tok, zaradi česar se v nosu oblikuje lok udarni val. Lahko jih je več, odvisno od oblike letala.
V tem območju se tlak in gostota zraka močno povečata. V času, ko letalo preseže hitrost zvoka, gre skozi to območje in se pojavi glasen pop zvok, ki je videti kot strel. Pilot v pilotski kabini ne sliši nobenega zvoka - pri premagovanju zvočne ovire se nauči le s posebnimi senzorji. Spremembe v upravljanju zrakoplovov so opazne tudi.
Glasen eksploziven pop je zvočni bum. Slišimo ga, ko stoji na površini zemlje, ko letalo leti z nadzvočno hitrostjo v bližini. Udarni valovi, ki jih tvori, so lahko vizualno predstavljeni v obliki stožca, ki spremlja zrakoplov. Vrh stožca se nahaja v premcu. Valovi se širijo iz njega na dolge razdalje.
Govor o osebi, ki stoji na tleh, pobira meje danega namišljenega stožca. Močan skok tlaka je zaznan kot eksploziven bombaž. Od trenutka premagovanja ovire letalo ves čas spremlja akustični šok. Vendar bombaž zaslišimo vsakič, ko bo letel nad določeno točko na površini.
Ker se letalo premika hitreje kot zvok, bo najprej opazovalec zaslišal pop in šele zatem šumenje motorja.
Zanimivo dejstvo: premagovanje zvočne ovire je pogosto povezano s pojavom belega oblaka na repu repa letala. Vendar to nima nobene zveze z zvočno oviro. Govorimo o učinku Prandtl-Glauert - kondenzaciji vlage takoj za gibljivim letalom.
Nadzvočni problemi leta
Ne glede na to, kako normalno letalo pospešuje, dolgo časa ne bo moglo leteti z nadzvočno hitrostjo. Podzvočna letala so bolj gladka in bolj zaobljena. In pri letenju z nadzvočno hitrostjo se pojavijo drugi aerodinamični pogoji.
Zračni upor se močno poveča, telo letala se zaradi trenja segreje. Zaradi tega bo navadno letalo izgubilo stabilen nadzor in se lahko začelo sesuti prav v zraku.
Aktivno razvito nadzvočno letalstvo se je začelo v 50-60-ih. Prvo nadzvočno letalo, ki se je množično proizvajalo, je bil severnoameriški borec F-100 Super Sabre. Ta model je prvič poletel leta 1953.
Izdelano in potniško nadzvočno letalo, ki je opravljalo redne lete. Vendar sta bila le dva: sovjetski Tu-144 in angleško-francoski Concorde.
Prednost takšnih letal je, da v kratkem času premagajo velike razdalje. Tudi nadzvočno letalo se premika na višji nadmorski višini od običajnih. V skladu s tem zračni prostor ni obremenjen. Vendar je bila njihova uporaba kmalu opuščena zaradi več pomanjkljivosti:
- udarni val;
- visoka poraba goriva;
- zapletenost delovanja;
- hrup nad letališčem.
Glasno trkanje je močan skok pritiska pred letalo, ki se zgodi, ko se letalo začne premikati z nadzvočno hitrostjo (premaga zvočno oviro). Udarni val pred letalom se širi v obliki stožca. Oseba, ki opazuje polet letala, sliši pop, ko ta val doseže in šele potem lahko motor deluje. Šok val nenehno spremlja letalo z nadzvočno hitrostjo.Popovi pa bodo zaslišani le med prehodom letala na določeni točki - blizu opazovalca.