מהו מחסום הקול. להתגבר על מחסום הקול

מה אנו מדמיינים כאשר אנו שומעים את הביטוי"מחסום קול"? גבול מסוים ומכשול, להתגבר אשר יכול להשפיע ברצינות על השמיעה ועל רווחה. בדרך כלל מחסום הקול מתואם עם כיבוש המרחב האווירי ומקצוע הטייס.

להתגבר על מכשול זה יכול להתגרותהתפתחות מחלות כרוניות, תסמונות כאב ותגובות אלרגיות. האם השקפות אלה נכונות או שהן סטריאוטיפים שנקבעו? האם יש להם בסיס ממשי? מהו מחסום קול? איך ולמה זה עולה? כל זה וכמה ניואנסים נוספים, כמו גם עובדות היסטוריות הקשורות למושג זה, ננסה לברר במאמר זה.

מדע מסתורי זה - אווירודינמיקה

במדע האווירודינמיקה, שנועדה להסביר את התופעות המלוות את התנועה
מטוס, יש מושג"מחסום קול". זוהי סדרה של תופעות המתעוררות בעת העברת מטוסים או טילים קוליים אשר נעים במהירויות הקרובות למהירות הקול או הגדולה.

מהו גל הלם?

בתהליך של זרימה קולית מעבר למנגנוןזרימה במנהרת הרוח יש גל הלם. את עקבותיה אפשר לראות אפילו בעין בלתי מזוינת. על הקרקע הם באים לידי ביטוי בשורה צהובה. מחוץ לחרוט של גל ההלם, מול הקו הצהוב, על הקרקע המטוס אפילו לא נשמע. במהירות העולה על הצליל, הגופים נתונים לזרום סביב זרם הקול, אשר כרוך גל הלם. זה לא יכול להיות אחד, בהתאם לצורת הגוף.

הלם גל טרנספורמציה

החלק הקדמי של גל ההלם, אשר נקרא לפעמיםגל זעזוע, בעל עובי קטן למדי, המאפשר לאדם לעקוב אחר השינויים הבלתי פוסקים במאפייני הזרימה, הירידה במהירותו יחסית לגוף, והעלייה המקבילה בלחץ ובטמפרטורה של הגז בזרימה. במקרה זה, האנרגיה הקינטית הופכת חלקית לאנרגיה הפנימית של הגז. מספר השינויים האלה תלוי ישירות במהירות הזרימה הקולית. כאשר גל ההלם מתרחק מהמנגנון, לחץ טיפות יורד, ואת גל ההלם מומר קול. הוא יכול להגיע אל משקיף מבחוץ שישמע צליל אופייני הדומה לפיצוץ. יש דעה כי זה מציין כי המכשיר מגיע מהירות הקול, כאשר מחסום קול משאיר את המטוס מאחור.

מה באמת קורה?

רגע שנקרא להתגבר על קולייםהמכשול בפועל הוא מעבר של גל הלם עם ההידרדרות הגוברת של מנועי המטוסים. עכשיו היחידה היא קדימה של הקול הנלווה, כך זמזום של מנוע יישמע אחרי זה. קירוב מהירות המטוס למהירות הקול התאפשר גם במהלך מלחמת העולם השנייה, אך טייסים ציינו אותות אזעקה בעבודת המטוסים.

לאחר המלחמה, מעצבי מטוסים רביםהטייסים ניסו להגיע למהירות הקול ולהתגבר על מחסום הקול, אך רבים מהניסיונות הללו הסתיימו בצורה טרגית. מדענים פסימיים טענו כי אין להגביל את המגבלה הזו. רחוק מן הניסוי, אך מבחינה מדעית, אפשר היה להסביר את מהות המושג "מחסום קול" ולמצוא דרכים להתגבר עליו.

ההמלצות לטיסות בטוחות

טיסות בטוחות לסאונד הקרובבמהירויות העל ניתן להימנע כאשר הימנעות משבר גל, הופעתה של אשר תלוי בפרמטרים אווירודינמי של המטוס ואת גובה הטיסה המיוצרת. מעברים מרמה אחת לרמה אחרת צריך להיעשות מהר ככל האפשר עם היישום של afterburner, אשר יסייע למנוע טיסה ארוכה באזור המשבר גל. משבר גל כמושג בא מן המים התחבורה. הוא הופיע בזמן תנועת הספינות במהירות קרובה למהירות הגלים על פני המים. נפילה במשבר גל כרוכה בקושי בצמיחת המהירות, ואם אפשר להתגבר על משבר הגל בפשטות, אפשר להיכנס למשטר החלקה או להחליק על פני המים.

היסטוריה בניהול מטוסים

האדם הראשון שהגיע קולימהירות הטיסה על מטוס ניסיוני, הוא טייס אמריקאי צ 'אק Yeager. הישגו צויין בהיסטוריה ב -14 באוקטובר 1947. בשטחה של ברית המועצות התגבר על מחסום הקול ב -26 בדצמבר 1948 על ידי סוקולובסקי ופדרוב, שניהלו לוחם מנוסה.

מטוסים אזרחיים הייתי הראשון להתגברקול מחסום קול הנוסע באוניה דאגלס DC-8, אשר ב 21 אוגוסט 1961 הגיע במהירות של 1.012 M, או 1262 קמ / שעה. המשימה היתה לאסוף נתונים על עיצוב האגף. בין המטוסים, שיא העולם נקבע על ידי טיל אוויר-אוויר אוויר-קולי, אשר נמצא בשירות עם הצבא הרוסי. בגובה של 31.2 ק"מ התפתחה הרקטה במהירות של 6389 קמ"ש.

אחרי 50 שנה לאחר התגברות על מחסום הקולבאויר, אנגלי אנדי גרין עשה הישג דומה על המכונית. בסתיו החופשי, ניסה לשבור את התקליט האמריקאי ג'ו קיטינגר, שכבש את הגובה של 31.5 ק"מ. היום, 14 באוקטובר 2012, פליקס באומגרטנר קבע את שיא העולם, ללא סיוע של תחבורה, בנפילה חופשית מגובה של 39 ק"מ, שבירת מחסום הקול. מהירותה הגיעה עד 1342.8 קמ"ש.

התגברות יוצאת דופן של מחסום הקול

מוזר לחשוב, אבל ההמצאה הראשונה בעולם,התגבר על המגבלה הזאת, היה שוט שוטף, אשר הומצא על ידי הסינים העתיקה כמעט 7000 שנה. כמעט לפני המצאת הצילום המיידי ב -1927, אף אחד לא חשד כלל שהלחיצה על שוט היא מכה קולית מיניאטורית. תנופה חדה יוצר לולאה, ואת המהירות עולה בחדות, אשר מאשרת את הקליק. מחסום הקול הוא להתגבר במהירות של כ 1200 קמ"ש.

החידה של העיר הרועשת

לא פלא תושבי העיירות הקטנות חווים הלם,לראות את הבירה בפעם הראשונה. שפע של תחבורה, מאות מסעדות ומרכזי בילוי הם מבלבלים ו דפיקות מתוך הרגיל rut. תחילת האביב בבירה בדרך כלל תאריכי מאפריל, ולא במרץ סוער מרדני. בחודש אפריל יש שמים בהירים, נחלים לרוץ ניצנים לפרוח. אנשים, עייפים מן החורף הארוך, פותחים את החלונות לרווחה לעבר השמש, ורעש רחוב פורץ לתוך הבתים. ברחוב שרים ציפורים מחרישות, אמנים שרים, תלמידים עליזים מדקלמים שירים, שלא לדבר על הרעש בפקקי תנועה ובמטרו. עובדי מחלקות ההיגיינה לציין כי זה מזיק במשך זמן רב להיות בעיר רועשת. רקע הצליל של הבירה מורכב תחבורה,
מטוסים, רעש תעשייתי ותעשייתי. המזיק ביותר הוא רק רעש המכונית, כמו מטוס לטוס גבוה מספיק, ואת הרעש מהמפעלים מתמוסס בבניינים שלהם. רעם מתמיד של מכוניות על כבישים תוססים במיוחד עולה על כל הנורמות מותר פעמיים. כיצד מתגבר על מחסום הקול בבירה? מוסקבה מסוכנת עם שפע של צלילים, כך תושבי הבירה להתקין חלונות זיגוג כפול כדי לעמעם את הרעש.

איך מסתתר מחסום הקול?

עד 1947 לא היו ראיותמרגיש את האדם בתא הטייס של המטוס, אשר טס מהר יותר מאשר את הצליל. כפי שהתברר, להתגבר על מחסום קול דורש כוח מסוים ואומץ. במהלך הטיסה מתברר שאין ערבויות להישרדות. גם טייס מקצועי לא יכול לומר בוודאות אם העיצוב של המטוס יעמוד בפני ההתקפה של האלמנטים. בתוך דקות, המטוס יכול פשוט להתפרק. איך זה מסביר? יש לציין כי התנועה עם מהירות subonic יוצר גלים אקוסטיים להתפזר כמו מעגלים מאבן שנפלה. מהירות קולי מגרה גלי הלם, ואדם עומד על הקרקע שומע צליל שנראה כמו פיצוץ. ללא מחשבים רבי עוצמה היה קשה לפתור משוואות דיפרנציאליות מורכבות, והיינו צריכים להסתמך על מודלים נושבת במנהרות הרוח. לפעמים, עם האצה בלתי מספקת של המטוס, גל ההלם מגיע לרמה כזו שהחלונות מהבתים עפים מעליהם המטוס טס. להתגבר על מחסום קול לא כולם, כי ברגע זה רועד את המבנה כולו, נזק משמעותי יכול לקבל את המכשיר המצורף. לכן, בריאות חזקה ויציבות רגשית כל כך חשובים לטייסים. אם הטיסה הולכת בעדינות, ואת מחסום הקול הוא להתגבר מהר ככל האפשר, לא הטייס ולא הנוסעים האפשריים ירגיש תחושות לא נעימות במיוחד. במיוחד עבור כיבוש מחסום הקול, נבנה מטוס מחקר בינואר 1946. יצירת המכונה נפתחה על ידי פקודת משרד הביטחון, אך במקום נשק היא היתה מלאה בציוד מדעי, שעקב אחר אופן הפעולה של מנגנונים ומכשירים. מטוס זה היה כמו טיל שיוט מודרני עם מנוע רקטה מובנה. המטוס התגבר על מחסום הקול במהירות מרבית של 2736 קמ"ש.

המונומנטים המילוליים והחומריים לכיבוש מהירות הקול

הישגים להתגבר על מחסום קול גבוהעדיין מוערכים כיום. אז, המטוס, שבו צ 'אק Yeager הראשון להתגבר על זה, מוצג כעת במוזיאון הלאומי של Aeronautics ו Cosmonautics, אשר בוושינגטון. אבל הפרמטרים הטכניים של המצאה אנושית זו לא יהיו שווים הרבה בלי היתרונות של הטייס עצמו. צ'אק ייגר עבר את בית הספר המעופף ונלחם באירופה, ולאחר מכן חזר לאנגליה. התחמקות בלתי הוגנת מהטיסות לא שברה את רוחו של יגר, והוא קיבל את הודאתו של המפקד העליון של כוחות אירופה. בשנים שנותרו עד תום המלחמה השתתף יגר ב -64 גיחות קרביות, במהלכן ירה 13 מטוסים. חזרה הביתה צ 'אק Yeager חזר עם הכותרת של הקפטן. התיאור שלו, אינטואיציה פנומנלית, קרירות מדהימה וסיבולת במצבים קריטיים מצוינים. יותר מפעם אחת קבע ייגר תקליטים במטוסו. קריירה נוספת שלו היה בחיל האוויר, שם הוא אימן לטייסים. בפעם האחרונה צ 'אק Yeager התגבר על מחסום הקול ב 74 שנים, אשר היה ביום השנה החמישים של ההיסטוריה הטיסה שלו עבור 1997.

משימות מורכבות של יוצרי מטוסים

ידוע לכל העולם מטוס MiG-15ליצור בכל פעם המפתחים הבינו כי אי אפשר לבסס רק על התגברות על מחסום קול, אבל משימות טכניות מורכבות צריך להיפתר. כתוצאה מכך, המכונה נוצרה כל כך מוצלח, כי השינויים שלה אומצו על ידי מדינות שונות. כמה משרדי עיצוב שונים היו מעורבים במין מאבק תחרותי, הפרס שבו היה פטנט על המטוס המצליח ביותר ופונקציונלי. פיתח מטוסים עם כנפיים מטאטא, המהווה מהפכה בעיצוב שלהם. המנגנון האידיאלי היה צריך להיות חזק, מהיר ועמיד מאוד בפני כל נזק מבחוץ. הכנפיים המטאטאות של המטוס הפכו לגורם שעזר להם לשלש את מהירות הקול. אז את מהירות המטוס המשיך לגדול, אשר הוסבר על ידי גידול כוח מנוע, שימוש בחומרים חדשניים אופטימיזציה של פרמטרים אווירודינמיים. התגברות על מחסום הקול הפכה אפשרית וממשי אפילו עבור הדיוט, אבל זה לא הופך להיות פחות מסוכן, ולכן, כל קיצוני צריך להעריך באופן סביר את כוחו לפני שהחליט על ניסוי כזה.

</ p>>