Что такое звуковой барьер?

Звук распространяется как волна через такие среды, как воздух, жидкость и плазма. В воздухе скорость перемещения волн определяется атмосферными условиями, поэтому скорость звука может варьироваться в зависимости от температуры. Звуковой барьер - это концепция, разработанная в начале 20-го века, когда многие ученые полагали, что сопротивление самолета, вызванное приближением к скорости звука, сделало невозможным для любого самолета достигать или превышать скорость звука без разрушения. Благодаря блестящим и часто смелым летчикам того времени концепция запретительного звукового барьера была в конечном итоге опровергнута, и теперь самолеты регулярно преодолевают звуковой барьер, достигая сверхзвуковой скорости.

Поскольку скорость звука зависит от температуры среды, через которую он проходит, нет постоянной скорости, с которой звуковой барьер будет преодолен. Чтобы дать общее представление, многие научные публикации перечисляют скорость звука в 742 миль в час (1194 километров в час) на основе стандартной температуры 32 градусов по Фаренгейту (0 градусов по Цельсию). Но когда температура смещается вверх, звук Скорость барьера увеличивается.

Оригинальная проблема, приводящая к концепции звукового барьера, является результатом технологии пропеллера. Когда самолет приближается к скорости звука, движение пропеллера становится разрушительным для звуковых волн, вызывая турбулентность и снижая характеристики самолета. Многим ранним авиационным новаторам казалось очевидным, что двигатель, достаточно мощный, чтобы противодействовать проблемам винта и продолжать позволять самолету набирать скорость, будет слишком большим и тяжелым, чтобы работать в первую очередь.

Тем не менее, авантюрным авиаторам не нравилась концепция, что существует звуковой барьер, препятствующий еще большим скоростям, и многие пытались доказать, что этот барьер можно безопасно преодолеть, достигая скорости звука с помощью чрезвычайно рискованных погружений, которые резко повышают скорость. Многие ранние попытки заканчивались фатальными авариями, поскольку технология самолета не справлялась с быстрыми прыжками, а пилоты могли страдать от крутого погружения и потерять контроль над самолетом.

Достижения в конструкции самолетов привели к значительному улучшению управления и характеристик самолетов на высокой скорости. К 1940-м годам инженеры разработали улучшенный хвост, который включал широкий горизонтальный плавник, чтобы обеспечить больший подъем и контроль. Первое официально признанное преодоление звукового барьера было совершено 14 октября 1947 года капитаном ВВС Чаком Йегером. Йегер, известный летчик-испытатель, использовал высокотехнологичный самолет Bell X-1, чтобы разогнаться до скорости 807,2 миль в час (1299 км / ч) и, наконец, преодолеть звуковой барьер. Другие источники считают, что другой летчик-испытатель, Джордж Уэлч, преодолел барьер несколько дней назад, но, поскольку ни один из официальных лиц США не присутствовал, его полет официально со скидкой.

В современные времена сверхзвуковая скорость - обычная способность во многих вариантах самолета. Преодоление звукового барьера перестало быть знаменательным событием, хотя интерес к нему вновь усилился в конце 1990-х годов, когда наземный автомобиль преодолел барьер через 50 лет после полета Йегера. Тем не менее, концепция преодоления барьера была на какое-то время одним из основных направлений авиации, что привело к современным изобретениям, таким как реактивный двигатель. Успех инноваций и смелости в том, что казалось научной достоверностью, оказался для многих вдохновляющим и возродил идею, что смелые могут преодолеть любой барьер.