Varmasti monet ovat kuulleet salaperäisestä ääniesteestä, jonka hävittäjät ja pommikoneet ylittävät, sekä ylimääräisistä ohjuksista. Mikä on tämä este, voidaanko se nähdä visuaalisesti ja mikä aiheuttaa kovan räjähtävän äänen?
Mikä on äänieste?
Äänivalli aerodynamiikan alalla nämä ovat teknisiä vaikeuksia, jotka aiheutuvat ilmiöistä, jotka liittyvät ilma-aluksen liikkumiseen äänenopeutta vastaavalla tai sitä suuremmalla nopeudella.
Sinun on ymmärrettävä, että tämä ei ole todellinen este, joka lentokoneen on ylitettävä, kuten jonkinlainen näkymätön seinä, vaan pikemminkin abstrakti käsite. Se syntyi aikana, jolloin ilmailu ajatteli vain ilma-aluksista, jotka voivat matkustaa suurella nopeudella - yliääninä. Monet jopa vaativat tällaisten tulosten saavuttamattomuutta.
Mikä on äänen nopeus?
Äänen nopeus on nopeus, jolla elastiset aallot leviävät tietyssä väliaineessa. Tämä indikaattori vaihtelee ympäristöstä riippuen. Esimerkiksi, äänen nopeus ilmassa - 331 m / s tai 1191.6 km / h.
Äänenopeuden ylittäminen
Kuinka äänieste ylitetään? Kone nousee ja kiihtyy vähitellen yhä enemmän. Yliääninen ilmavirta virtaa sen ympärille, minkä seurauksena nenään muodostuu keula paineaalto. Lentokoneen muodosta riippuen niitä voi olla useita.
Tällä alueella ilman paine ja tiheys nousevat voimakkaasti. Aikana, jolloin kone ylittää äänenopeuden, se kulkee tämän alueen läpi ja kova pop-ääni ilmestyy, joka näyttää laukaukselta. Ohjaamossa oleva lentäjä ei kuule ääniä - hän oppii äänesteen voittamisesta vain erityisillä antureilla. Muutokset lentokoneiden hallinnassa ovat myös havaittavissa.
Kova räjähtävä pop on äänipuomi. Se voidaan kuulla seisovan maan pinnalla, kun kone lentää lähellä olevilla äänillä nopeudella. Sen muodostamat iskuaallot voidaan visuaalisesti esittää lentokoneen mukana olevan kartion muodossa. Kartion yläosa on keulassa. Aallot leviävät siitä pitkiä matkoja.
Maassa seisovan ihmisen huhu poimii tietyn kuvitteellisen kartion rajat. Terävän paineen nousun katsotaan olevan räjähtävä puuvilla. Akustinen isku seuraa jatkuvasti ilma-aluksen ylittämisen hetkestä lähtien. Puuvilla kuuluu kuitenkin aina, kun se lentää kiinteän pinnan yli.
Koska kone liikkuu ääntä nopeammin, tarkkailija kuulee ensin popin ja vasta sen jälkeen moottorin kohinan.
Mielenkiintoinen fakta: ääniesteen ylittäminen liittyy usein valkoisen pilven ilmaantukseen ilma-aluksen takaosaan. Sillä ei kuitenkaan ole mitään tekemistä ääniesteen kanssa. Puhumme Prandtl-Glauert -tehosteesta - kosteuden tiivistymisestä heti liikkuvan lentokoneen taakse.
Ylijäämälennot
Ei ole väliä kuinka normaali kone kiihtyy, se ei pysty lentämään yliäänen nopeudella pitkään. Subonic-koneet ovat sileämpiä ja pyöristettyjä. Ja kun lentävät yliäänenopeuksilla, syntyy muita aerodynaamisia olosuhteita.
Ilmavastus kasvaa voimakkaasti, lentokoneen runko lämpenee kitkan vuoksi. Seurauksena tavallinen lentokone menettää vakaan hallinnan ja voi alkaa romahtaa suoraan ilmaan.
Aktiivisesti kehitetty ylääänen ilmailu alkoi 50-60-luvulla. Ensimmäinen yliäänikone, jota massatuotettiin, oli Pohjois-Amerikan F-100 Super Sabre -hävittäjä. Tämä malli lensi ensimmäisen kerran vuonna 1953.
Luotu ylemmän äänen matkustajalentokone, joka suoritti säännöllisiä lentoja. Mutta heitä oli vain 2: Neuvostoliittolainen Tu-144 ja Englanti-Ranska-Concorde.
Tällaisten lentokoneiden etuna on ylittää pitkät etäisyydet lyhyessä ajassa. Yliääninen lentokone liikkuu myös korkeammalla kuin perinteiset. Vastaavasti ilmatilaa ei lastata. Mutta niiden käytöstä luopui pian useiden puutteiden vuoksi:
- paineaalto;
- korkea polttoaineenkulutus;
- toiminnan monimutkaisuus;
- melu lentokentän yli.
Kova isku on jyrkkä paineen hyppy tason edessä, joka tapahtuu, kun kone alkaa liikkua yliäänenopeudella (se ylittää ääniesteen). Iskun aalto lentokoneen edessä etenee kartiomaiseksi. Henkilö, joka tarkkailee lentokoneen lentoa, kuulee popin, kun tämä aalto saavuttaa sen, ja vasta sen jälkeen moottori voi toimia. Iskuaalto seuraa jatkuvasti tasoa ylääänen nopeudella.Ponnahdus tapahtuu kuitenkin vain lentokoneen kulkiessa tietyssä pisteessä - lähellä tarkkailijaa.
