Как да измерим скоростта на звука, RKAS - Мъжко онлайн списание - портал за истински мъже

Как да измерим скоростта на звука

В края на първата половина на 20-ти век водещите световни авиоконструктори и авиатори започват сериозно да се интересуват от скоростта на звука (приблизително 330 m/s над земната повърхност). Още по време на Втората световна война скоростта на повечето изтребители започва да се доближава до скоростта на звука, докато пилотите наблюдават неразбираеми и много плашещи явления: започва силна вибрация, самолетът се „проваля“, изтегля се в неконтролирано гмуркане, асансьори и елерони практически не се подчиняват на кормилото. Скоростта на звука е скоростта на разпространение на еластичните вълни в среда; съответно възникна логичен въпрос: способен ли е самолет да достигне скоростта на звука във въздуха и да продължи контролиран полет „отвъд звука“? С други думи: способен ли е един самолет да се движи във въздуха по-бързо, отколкото се компресира въздухът пред него?

Проблем със звуковата бариера

След Втората световна война отделни тестови пилоти правят безстрашни опити да достигнат тази психологически значима цел - много от тези опити завършват трагично. Именно през тези години възниква физически безсмисленият, полумистичен израз "звукова бариера" (германците използват още по-страшен израз - Schallmauer - "звукова стена"). Песимистичните пилоти и инженери твърдяха, че тази граница не може да бъде преодоляна по принцип, че самолетът ще се разбие като стена, достигайки скоростта на звука. Въпреки това, усърдните изследвания позволиха да се разберат причините за нестабилността на самолета при трансзвукови скорости и да се реши проблемът с преодоляването на "звуковата бариера". Свръхзвуковият полет протича по различни закони, отколкото при скорости под скоростта на звука. Припреодоляване на "звуковата бариера" аеродинамичният модел на потока около крилото се променя радикално: при доближаване до скоростта на звука скоростта на движение на въздуха в отделни зони над крилото вече може да надвиши скоростта на звука. След преминаване на крилото потокът се забавя, връщайки се към дозвуков режим с неизбежно образуване на ударна вълна. Малки ударни вълни възникват веднага в много точки зад крилото, което е причина за загубата на управляемост и стабилност на самолета. След преминаване на "бариерата", когато скоростта на апарата стане свръхзвукова (числото на Мах е забележимо по-голямо от 1), въздушният поток отново става стабилен, въпреки че характерът на потока се променя качествено. Сега пред самолета, който е преодолял звуковата бариера, се образува ударна вълна, която е границата между въздушни зони с много различна плътност. Аеродинамичното съпротивление се увеличава рязко, нагряването на конструкцията на самолета се увеличава и центърът на натиск върху крилото се измества. За да продължите стабилен полет при още по-високи скорости, не е достатъчно просто да увеличите мощността на двигателите. Ето защо самолетите, предназначени за супер или хиперзвукови скорости (като описания по-долу Kh-43), са много различни от техните „дозвукови“ събратя: като правило те имат заострен нос, тънки стреловидни крила и в контури - предимно прави линии и остри ъгли.

Минало и настояще

Трябва да се отбележи, че проблемът за създаването на ефективен свръхзвуков самолет все още не е решен. Конструкторите на самолети постоянно трябва да намират компромис между изискванията за проектиране, свързани с характеристиките на свръхзвуковия полет и поддържането на маневреност по време на излитане и кацане, когато самолетът се движи с относително ниска скорост. Предлагаме на вашето внимание пет от най-бързитесвръхзвукови самолети, създадени през цялата история на авиацията.

1. НАСА Х-43 ХИПЕРЗВУКОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЕН САМОЛЕТ. Този необичаен въздушно-реактивен самолет е разработен по програмата Hyper-X от американската аерокосмическа корпорация NASA в края на 90-те години на миналия век.

През същата година X-43 постави абсолютен рекорд за скорост, ускорявайки до спираща дъха скорост от 11 200 км / ч (число на Мах -9,6) - абсолютен световен рекорд за днес. В същото време трябва да се отбележи, че Kh-43 е дрон, тъй като по време на тестовете на борда не е имало хора.

5. СЪВЕТСКИЯ МНОГОЦЕЛЕВ ИЗБИВАТЕЛ МИГ-21. Челната петица на най-бързите самолети се допълва от друго дете на конструкторското бюро на Микоян и Гуревич - самолетът МиГ-21, наречен от пилотите "Балалайка" заради характерния си външен вид. Това е най-масовият и най-евтиният самолет в този списък. Само в СССР са построени 10 645 балалайки. Освен това МиГ-21 се произвежда по лиценз в Чехословакия, Индия и Китай. Той беше в експлоатация и се използваше от военновъздушните сили на повече от 65 държави. През 1959 г. един от самолетите от този тип ускорява до скорост от 2388 км / ч (този МиГ-21 е пилотиран от Георги Мосолов - същият пилот, който през 1962 г. ще постави нов рекорд за скорост на самолета Е-152).