Co to jest bariera dźwięku?
Dźwięk przemieszcza się jako fala przez media takie jak powietrze, ciecz i plazma. W powietrzu prędkość przemieszczania się fal zależy od warunków atmosferycznych, więc prędkość dźwięku może się różnić w zależności od temperatury. Bariera akustyczna to koncepcja opracowana na początku XX wieku, kiedy wielu naukowców uważało, że opór samolotów spowodowany zbliżeniem się do prędkości dźwięku uniemożliwił osiągnięcie lub przekroczenie prędkości dźwięku przez samoloty bez zniszczenia. Dzięki genialnym i często odważnym lotnikom tego dnia koncepcja zaporowej bariery dźwiękowej została ostatecznie odrzucona, a samoloty rutynowo przełamują barierę dźwiękową, gdy osiągają prędkość naddźwiękową.
Ponieważ prędkość dźwięku zależy od temperatury medium, przez które on przechodzi, nie ma stałej prędkości, przy której bariera dźwięku zostanie przełamana. Aby dać ogólny pogląd, wiele publikacji naukowych wymienia prędkość dźwięku przy prędkości 742 mil na godzinę (1194 kilometrów na godzinę) w oparciu o standardową temperaturę 32 stopni Fahrenheita (0 stopni Celsjusza). Ale gdy temperatura przesuwa się w górę, więc dźwięk prędkość bariery wzrasta.
Pierwotny problem prowadzący do koncepcji bariery dźwiękowej jest wynikiem technologii śmigła. Gdy samolot zbliża się do prędkości dźwięku, ruch śmigła staje się zakłócający dla fal dźwiękowych, powodując turbulencje i zmniejszając wydajność samolotu. Wielu innowatorom lotnictwa wydawało się jasne, że silnik wystarczająco mocny, aby przeciwdziałać problemom ze śmigłem i nadal pozwalać samolotowi na zwiększenie prędkości, byłby zbyt duży i ciężki do pracy.
Jednak poszukiwaczom przygód nie podobała się koncepcja, że istniała bariera dźwiękowa uniemożliwiająca jeszcze większe prędkości, a wielu próbowało udowodnić, że barierę można bezpiecznie złamać, osiągając prędkość dźwięku poprzez niezwykle ryzykowne nurkowania, które dramatycznie zwiększyłyby prędkość. Wiele wczesnych prób zakończyło się śmiertelnymi awariami, ponieważ technologia samolotów nie była w stanie poradzić sobie z nurkowaniem z prędkością, a piloci mogliby cierpieć z powodu stromego nurkowania i stracić kontrolę nad samolotem.
Postępy w projektowaniu samolotów doprowadziły do znacznej poprawy kontroli i osiągów samolotów z dużą prędkością. W latach czterdziestych inżynierowie opracowali ulepszony ogon, który zawierał szeroką poziomą płetwę, aby umożliwić większy udźwig i kontrolę. Pierwszego oficjalnie uznanego przełamania bariery dźwiękowej dokonał 14 października 1947 r. Kapitan sił powietrznych Chuck Yeager. Yeager, znany pilot testowy, wykorzystał wysoce zaawansowany samolot o nazwie Bell X-1, aby osiągnąć prędkość 807,2 mil na godzinę (1299 km / h) i wreszcie przekroczyć barierę dźwiękową. Inne źródła uznają, że inny pilot testowy, George Welch, przełamał barierę kilka dni wcześniej, ale ponieważ nie było tam przedstawicieli USA, jego lot został oficjalnie obniżony.
W dzisiejszych czasach prędkość naddźwiękowa jest powszechną umiejętnością w wielu odmianach samolotów. Przełamanie bariery dźwiękowej przestało być doniosłym wydarzeniem, chociaż zainteresowanie ponownie wzbudziło pod koniec lat 90., kiedy pojazd lądowy przełamał barierę 50 lat po locie Yeagera. Mimo to koncepcja przełamania bariery była przez pewien czas jednym z głównych punktów zainteresowania lotnictwa, prowadząc do nowoczesnych wynalazków, takich jak silnik odrzutowy. Sukces innowacji i śmiałość w stosunku do czegoś, co wydawało się naukową pewnością, okazało się dla wielu inspiracją i odświeżyło pomysł, że śmiałość może pokonać każdą barierę.