Quién fue el primero en romper la barrera del sonido. ¿Qué es una barrera de sonido? Cómo romper la barrera del sonido

(a veces más de uno, dependiendo de la forma del cuerpo). La foto muestra ondas de choque generadas en la punta del fuselaje del modelo, en los bordes delantero y trasero del ala y en la parte trasera del modelo.

En el frente de una onda de choque (a veces también llamada onda de choque), que tiene un grosor muy pequeño (fracciones de mm), los cambios cardinales en las propiedades del flujo ocurren casi abruptamente: su velocidad relativa al cuerpo disminuye y se vuelve subsónico, la presión en el flujo y la temperatura del gas aumentan abruptamente. Parte de la energía cinética del flujo se convierte en energía interna del gas. Todos estos cambios son mayores cuanto mayor es la velocidad del flujo supersónico. A velocidades hipersónicas (Mach 5 y superiores), la temperatura del gas alcanza varios miles de grados, lo que crea serios problemas para los vehículos que se mueven a tales velocidades (por ejemplo, el transbordador Columbia se derrumbó el 1 de febrero de 2003 debido a daños en la capa protectora térmica que ocurrido durante el vuelo).

El frente de la onda de choque, a medida que se aleja del aparato, toma gradualmente una forma cónica casi regular, la caída de presión disminuye a medida que aumenta la distancia desde la parte superior del cono, y la onda de choque se convierte en una onda de sonido. El ángulo entre el eje y la generatriz del cono está relacionado con el número de Mach por la relación:

Cuando esta onda llega a un observador, que está, por ejemplo, en la Tierra, escucha un sonido fuerte, similar a una explosión. Un error común es que esto es consecuencia de que la aeronave alcance la velocidad del sonido o "rompa la barrera del sonido". De hecho, en este momento, una onda de choque pasa por el observador, que acompaña constantemente a la aeronave que se mueve a una velocidad supersónica. Por lo general, inmediatamente después del "pop", el observador puede escuchar el zumbido de los motores de la aeronave, que no se escucha antes del paso de la onda de choque, ya que la aeronave se mueve más rápido que los sonidos emitidos por ella. Una observación muy similar tiene lugar durante el vuelo subsónico: no se escucha un avión que vuela por encima del observador a gran altura (más de 1 km), o más bien, lo escuchamos con retraso: la dirección hacia la fuente de sonido no coincide con la dirección a la aeronave visible para el observador desde tierra.

crisis de las olas

Crisis de olas: un cambio en la naturaleza del flujo de aire alrededor de un avión cuando la velocidad de vuelo se acerca a la velocidad del sonido, acompañada, por regla general, por un deterioro en las características aerodinámicas del dispositivo: un aumento en la resistencia, una disminución en ascensor, la aparición de vibraciones, etc.

Ya durante la Segunda Guerra Mundial, la velocidad de los cazas comenzó a acercarse a la velocidad del sonido. Al mismo tiempo, los pilotos a veces comenzaron a observar fenómenos incomprensibles en ese momento y amenazantes que ocurren con sus autos cuando vuelan a velocidades máximas. Se ha conservado el emotivo informe del piloto de la Fuerza Aérea de EE. UU. a su comandante, el general Arnold:

“Señor, nuestros aviones ya son muy estrictos ahora. Si hay coches con velocidades aún mayores, no podremos pilotarlos. La semana pasada me sumergí en Me-109 en mi Mustang. Mi avión tembló como un martillo neumático y dejó de obedecer a los timones. No pude sacarlo de su inmersión. Apenas a trescientos metros del suelo, apenas nivelé el auto…”.

Después de la guerra, cuando muchos diseñadores de aeronaves y pilotos de prueba hicieron intentos persistentes para lograr una marca psicológicamente significativa: la velocidad del sonido, estos fenómenos incomprensibles se convirtieron en la norma, y muchos de estos intentos terminaron trágicamente. Esto dio lugar a la expresión no tan mística “barrera del sonido” (fr. mur du hijo, Alemán Schallmauer- pared de sonido). Los pesimistas argumentaron que era imposible exceder este límite, aunque los entusiastas, arriesgando sus vidas, intentaron hacerlo repetidamente. El desarrollo de ideas científicas sobre el movimiento supersónico del gas hizo posible no solo explicar la naturaleza de la "barrera del sonido", sino también encontrar medios para superarla.

Con flujo subsónico alrededor del fuselaje, ala y cola de la aeronave, aparecen zonas de aceleración de flujo local en las secciones convexas de sus contornos. Cuando la velocidad de vuelo de una aeronave se acerca a la velocidad del sonido, la velocidad del aire local en las zonas de aceleración del flujo puede exceder ligeramente la velocidad del sonido (Fig. 1a). Habiendo pasado la zona de aceleración, el flujo se ralentiza, con la inevitable formación de una onda de choque (esta es una propiedad de los flujos supersónicos: la transición de velocidad supersónica a subsónica siempre ocurre de forma discontinua, con la formación de una onda de choque). La intensidad de estas ondas de choque es baja - la caída de presión en sus frentes es pequeña, pero aparecen en multitud a la vez, en diferentes puntos de la superficie del aparato, y juntas cambian drásticamente la naturaleza de su flujo, con un deterioro en sus características de vuelo: fuerza de elevación el ala cae, los timones de aire y los alerones pierden su eficacia, el dispositivo se vuelve incontrolable y todo esto es extremadamente inestable, hay una fuerte vibración. Este fenómeno ha sido denominado crisis de las olas. Cuando la velocidad del aparato se vuelve supersónica (> 1), el flujo vuelve a ser estable, aunque su carácter cambia fundamentalmente (Fig. 1b).


Arroz. 1a. Aerowing en cerca del flujo de sonido.	Arroz. 1b. Aerowing en flujo supersónico.

Para alas con un perfil relativamente grueso, en condiciones de crisis de olas, el centro de presión se desplaza bruscamente hacia atrás y el morro del avión "se vuelve más pesado". Los pilotos de los cazas de pistón con un ala de este tipo, que intentaron desarrollar la máxima velocidad al bucear desde gran altura con la máxima potencia, al acercarse a la "barrera del sonido" se convirtieron en víctimas de una crisis de olas: una vez en ella, era imposible salir del bucear sin velocidad de extinción, lo que a su vez es muy difícil de hacer en una inmersión. El caso más famoso de zambullirse en picado desde un vuelo horizontal en la historia de la aviación nacional es el desastre de Bakhchivandzhi durante una prueba del misil BI-1 a máxima velocidad. En mejores luchadores Segunda Guerra Mundial con alas rectas, como el P-51 Mustang o el Me-109, la crisis de las olas a gran altura comenzó a velocidades de 700-750 km/h. Al mismo tiempo, los jet Messerschmitt Me.262 y Me.163 de la misma época tenían un ala en flecha, gracias a lo cual desarrollaron velocidades de más de 800 km/h sin problemas. También se debe tener en cuenta que una aeronave con hélice tradicional en vuelo nivelado no puede alcanzar velocidades cercanas a la velocidad del sonido, ya que las palas de la hélice entran en la zona de crisis de las olas y pierden eficiencia mucho antes que la aeronave. Las hélices supersónicas con palas en forma de sable pueden resolver este problema, pero en este momento tales hélices resultan ser demasiado complejas técnicamente y muy ruidosas, por lo que no se utilizan en la práctica.

Los aviones subsónicos modernos con una velocidad de vuelo de crucero bastante cercana a la velocidad sónica (más de 800 km/h) se suelen realizar con alas en flecha y empenaje con perfiles delgados, lo que permite desplazar la velocidad a la que comienza una crisis de olas hacia velocidades más altas. valores. Los aviones supersónicos, que al acelerar a velocidad supersónica tienen que atravesar un tramo de crisis de las olas, tienen diferencias estructurales con los subsónicos, relacionadas tanto con las características del flujo supersónico del entorno aéreo como con la necesidad de soportar las cargas que se presentan durante el mismo. vuelo supersónico y crisis de olas, en particular: de planta triangular, un ala con un perfil en forma de diamante o triangular.

a velocidades de vuelo subsónicas, se deben evitar las velocidades a las que se inicia una crisis de olas (estas velocidades dependen de las características aerodinámicas de la aeronave y de la altitud de vuelo);
transición de subsónico a supersónico Aviones jet debe realizarse lo más rápido posible, utilizando el motor de postcombustión, para evitar un vuelo largo en la zona de crisis de oleaje.

Término crisis de las olas también se aplica a las embarcaciones que se mueven a velocidades cercanas a la velocidad de las olas en la superficie del agua. El desarrollo de una crisis de olas dificulta el aumento de la velocidad. Superar la crisis de las olas por parte del barco significa entrar en modo planeo (deslizar el casco sobre la superficie del agua).

Hechos históricos

El primer piloto en alcanzar la velocidad supersónica en vuelo controlado fue el piloto de pruebas estadounidense Chuck Yeager en el avión experimental Bell X-1 (de ala recta y motor cohete XLR-11), que alcanzó una velocidad de M = 1,06 en un vuelo suave. bucear. Ocurrió el 14 de octubre de 1947.
En la URSS, la barrera del sonido fue superada por primera vez el 26 de diciembre de 1948 por Sokolovsky, y luego por Fedorov, en vuelos con una disminución en un caza experimental La-176.
El primer avión civil en romper la barrera del sonido fue el avión de pasajeros Douglas DC-8. El 21 de agosto de 1961 alcanzó una velocidad de 1.012 Mach o 1262 km/h durante una inmersión controlada desde una altura de 12496 m El vuelo se realizó con el fin de recopilar datos para el diseño de nuevos bordes de ataque de las alas.
El 15 de octubre de 1997, 50 años después de romper la barrera del sonido en un avión, el inglés Andy Green rompió la barrera del sonido en un automóvil Thrust SSC.
El 14 de octubre de 2012, Felix Baumgartner se convirtió en la primera persona en romper la barrera del sonido sin la ayuda de ningún vehículo motorizado. vehículo, en caída libre mientras salta desde una altura de 39 kilómetros. En caída libre, alcanzó una velocidad de 1342,8 kilómetros por hora.

ver también

Barrera térmica (problemas de desarrollo de hipersónicos) aeronave)

notas

Enlaces

Fundamentos Teóricos y de Ingeniería de la Ingeniería Aeroespacial.

Fundación Wikimedia. 2010 .

Vea qué es "Barrera de sonido" en otros diccionarios:

BARRERA DEL SONIDO, la causa de las dificultades en la aviación al aumentar la velocidad de vuelo por encima de la velocidad del sonido (VELOCIDAD SUPERSONICA). Acercándose a la velocidad del sonido, la aeronave experimenta un aumento inesperado en la resistencia y una pérdida de ELEVACIÓN aerodinámica... ... Diccionario enciclopédico científico y técnico.

Un fenómeno que ocurre durante el vuelo de un avión o cohete en el momento de la transición de velocidad de vuelo subsónica a supersónica en la atmósfera. Cuando la velocidad de la aeronave se acerca a la velocidad del sonido (1200 km/h), aparece una zona delgada en el aire frente a ella, en la que ... ... enciclopedia de tecnologia

barrera del sonido- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. barrera sónica; barrera de sonido vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, Frus. barrera de sonido, m pranc. barrera sonora, f; frontera sonora, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas

barrera del sonido- garso barjeras statusas T sritis Energetika apibrėžtis Staigus aerodinaminio pasipriešinimo padidėjimas, kai orlaivio greitis tampa garso greičiu (viršijama kritinė Macho skaičiaus vertė). Aiškinamas bangų krize dėl staiga padidėjusio… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

¿Has escuchado el fuerte sonido similar a una explosión cuando un avión a reacción vuela por encima? Este sonido se produce cuando un avión rompe la barrera del sonido. ¿Qué es una barrera de sonido y por qué un avión hace ese sonido?

Como sabes, el sonido viaja a cierta velocidad. La velocidad depende de la altura. Al nivel del mar, la velocidad del sonido es de unos 1220 kilómetros por hora, ya una altitud de 11 000 metros es de 1060 kilómetros por hora. Cuando un avión vuela a velocidades cercanas a la velocidad del sonido, está sujeto a ciertas cargas. Cuando vuela a velocidades normales (subsónicas), la parte delantera de la aeronave impulsa una onda de presión frente a ella. Esta onda se propaga a la velocidad del sonido.

La onda de presión se debe a la acumulación de partículas de aire a medida que avanza la aeronave. La onda viaja más rápido que el avión cuando el avión vuela a velocidades subsónicas. Y como resultado, resulta que el aire pasa sin obstáculos a lo largo de las superficies de las alas del avión.

Ahora consideremos un avión que vuela a la velocidad del sonido. La onda de presión frente a la aeronave no aparece. Lo que sucede en cambio es que se forma una onda de presión frente al ala (porque el avión y la onda de presión viajan a la misma velocidad).

Ahora se está formando una onda de choque que provoca grandes cargas en el ala del avión. La expresión "barrera del sonido" existía antes de que los aviones pudieran volar a la velocidad del sonido, y se pensó que describía las tensiones que experimentaría un avión a esas velocidades. Esto fue considerado una "barrera".

¡Pero la velocidad del sonido no es una barrera en absoluto! Los ingenieros y diseñadores de aeronaves han superado el problema de las nuevas cargas. Y todo lo que nos queda de las vistas antiguas es que el impacto es causado por una onda de choque cuando el avión vuela a velocidades supersónicas.

El término "barrera de sonido" no describe correctamente las condiciones que ocurren cuando un avión se mueve a cierta velocidad. Se puede suponer que cuando el avión alcanza la velocidad del sonido, aparece algo así como una "barrera", ¡pero nada de eso sucede!

Para comprender todo esto, considere un avión que vuela a una velocidad normal lenta. A medida que la aeronave avanza, se forma una onda de compresión frente a la aeronave. Está formado por un avión que avanza, que comprime partículas de aire.

Esta onda viaja por delante del avión a la velocidad del sonido. Y su velocidad es superior a la velocidad del avión, que, como ya hemos dicho, vuela a baja velocidad. Moviéndose por delante de la aeronave, esta onda hace que las corrientes de aire fluyan alrededor del plano de la aeronave.

Ahora imagina que un avión vuela a la velocidad del sonido. No hay onda de compresión frente a la aeronave, ya que tanto la aeronave como las ondas tienen la misma velocidad. Por lo tanto, la ola se forma frente a las alas.

Como resultado, aparece una onda de choque que crea grandes cargas en las alas del avión. Antes de que la aeronave alcanzara y superara la barrera del sonido, se creía que tales ondas de choque y fuerzas g crearían algo así como una barrera para la aeronave: una "barrera sónica". Sin embargo, no había barrera de sonido, ya que los ingenieros aeronáuticos desarrollaron un diseño de avión especial para esto.

Por cierto, el fuerte "bang" que escuchamos cuando el avión pasa la "barrera sónica" es la onda de choque de la que ya hemos hablado, a la misma velocidad del avión y la onda de compresión.

¿En qué pensamos cuando escuchamos la expresión "barrera del sonido"? Un límite determinado y que puede afectar gravemente a la audición y al bienestar. Por lo general, la barrera del sonido se correlaciona con la conquista del espacio aéreo y

Superar esta barrera puede provocar el desarrollo de enfermedades crónicas, síndromes dolorosos y reacciones alérgicas. ¿Son estas percepciones correctas o son estereotipos? ¿Tienen una base fáctica? ¿Qué es una barrera de sonido? ¿Cómo y por qué ocurre? Todo esto y algunos matices adicionales, así como hechos históricos relacionados con este concepto, intentaremos averiguarlo en este artículo.

Esta misteriosa ciencia es la aerodinámica.

En la ciencia de la aerodinámica, diseñada para explicar los fenómenos que acompañan al movimiento.
avión, existe el concepto de "barrera del sonido". Se trata de una serie de fenómenos que ocurren durante el movimiento de aeronaves supersónicas o cohetes que se desplazan a velocidades cercanas a la velocidad del sonido o superiores.

¿Qué es una onda de choque?

En el proceso de flujo supersónico alrededor del aparato, surge una onda de choque en el túnel de viento. Sus huellas se pueden ver incluso a simple vista. En el suelo están marcados con una línea amarilla. Fuera del cono de la onda de choque, frente a la línea amarilla, en el suelo, el avión ni siquiera es audible. A una velocidad superior a la del sonido, los cuerpos se ven sometidos a un flujo alrededor del flujo sonoro, lo que provoca una onda de choque. Puede que no esté solo, dependiendo de la forma del cuerpo.

Transformación de ondas de choque

El frente de onda de choque, que a veces se denomina onda de choque, tiene un grosor bastante pequeño que, sin embargo, permite rastrear cambios abruptos en las propiedades del flujo, una disminución en su velocidad en relación con el cuerpo y un aumento correspondiente en la presión y la temperatura del gas en el flujo. En este caso, la energía cinética se convierte parcialmente en la energía interna del gas. El número de estos cambios depende directamente de la velocidad del flujo supersónico. A medida que la onda de choque se aleja del aparato, las caídas de presión disminuyen y la onda de choque se convierte en sonido. Puede comunicarse con un observador externo que escuchará un sonido característico parecido a una explosión. Existe la opinión de que esto indica que el dispositivo ha alcanzado la velocidad del sonido, cuando el avión deja atrás la barrera del sonido.

¿Qué pasa en realidad?

El llamado momento de superación de la barrera del sonido en la práctica es el paso de una onda de choque con un estruendo creciente de motores de aviones. Ahora la unidad está por delante del sonido que la acompaña, por lo que el zumbido del motor se escuchará después. El acercamiento de la velocidad a la velocidad del sonido se hizo posible durante la Segunda Guerra Mundial, pero al mismo tiempo, los pilotos notaron señales de alarma en la operación de los aviones.

Después del final de la guerra, muchos diseñadores y pilotos de aviones buscaron alcanzar la velocidad del sonido y romper la barrera del sonido, pero muchos de estos intentos terminaron trágicamente. Los científicos pesimistas argumentaron que este límite no podía ser superado. De ninguna manera experimental, sino científico, fue posible explicar la naturaleza del concepto de "barrera del sonido" y encontrar formas de superarlo.

Los vuelos seguros a velocidades transónicas y supersónicas son posibles si se evita una crisis de olas, cuya ocurrencia depende de los parámetros aerodinámicos de la aeronave y la altitud del vuelo. Las transiciones de un nivel de velocidad a otro deben realizarse lo más rápido posible utilizando postcombustión, lo que ayudará a evitar un vuelo largo en la zona de crisis de olas. La crisis de las olas como concepto vino del transporte acuático. Surgió en el momento del movimiento de los barcos a una velocidad cercana a la velocidad de las olas en la superficie del agua. Entrar en una crisis de olas conlleva una dificultad para aumentar la velocidad, y si es lo más sencillo posible superar la crisis de olas, entonces puedes entrar en la modalidad de planeo o deslizamiento sobre la superficie del agua.

Historia en la gestión de aeronaves

La primera persona en alcanzar una velocidad de vuelo supersónica en un avión experimental fue el piloto estadounidense Chuck Yeager. Su logro se registra en la historia el 14 de octubre de 1947. En el territorio de la URSS, la barrera del sonido fue superada el 26 de diciembre de 1948 por Sokolovsky y Fedorov, quienes volaron en un luchador experimentado.

De los civiles, el transatlántico de pasajeros Douglas DC-8 rompió la barrera del sonido, que el 21 de agosto de 1961 alcanzó una velocidad de 1.012 Mach, o 1262 km/h. La misión era recopilar datos para el diseño del ala. Entre los aviones, el récord mundial lo estableció un misil aerobalístico aire-tierra hipersónico, que está en servicio con el ejército ruso. A una altitud de 31,2 kilómetros, el cohete alcanzó una velocidad de 6389 km/h.

50 años después de romper la barrera del sonido en el aire, el inglés Andy Green logró un logro similar en un automóvil. En caída libre intentó batir el récord el estadounidense Joe Kittinger, que conquistó una altura de 31,5 kilómetros. Hoy, 14 de octubre de 2012, Felix Baumgartner estableció un récord mundial, sin la ayuda de un vehículo, en una caída libre desde una altura de 39 kilómetros, rompiendo la barrera del sonido. Al mismo tiempo, su velocidad alcanzó los 1342,8 kilómetros por hora.

La ruptura más inusual de la barrera del sonido

Es extraño pensarlo, pero el primer invento en el mundo que superó este límite fue el látigo ordinario, que fue inventado por los antiguos chinos hace casi 7 mil años. Casi hasta la invención de la fotografía instantánea en 1927, nadie sospechaba que el chasquido de un látigo era un boom sónico en miniatura. Un giro brusco forma un bucle y la velocidad aumenta bruscamente, lo que confirma el clic. La barrera del sonido se supera a una velocidad de unos 1200 km/h.

El misterio de la ciudad más ruidosa

No es de extrañar que los habitantes de los pueblos pequeños se sorprendan cuando ven la capital por primera vez. Abundancia de transporte, cientos de restaurantes y centros de entretenimiento confundir y sacar de la rutina habitual. El inicio de la primavera en la capital suele estar fechado en abril, no en el rebelde marzo ventisca. En abril, el cielo está despejado, los arroyos corren y los capullos se abren. La gente, cansada del largo invierno, abre sus ventanas de par en par hacia el sol, y el ruido de la calle irrumpe en las casas. Los pájaros cantan ensordecedoramente en la calle, los artistas cantan, los estudiantes alegres recitan poemas, sin mencionar el ruido en los atascos de tráfico y el metro. Los empleados de los departamentos de higiene notan que estar en una ciudad ruidosa durante mucho tiempo no es saludable. El fondo sonoro de la capital lo componen el transporte,
Ruido aeronáutico, industrial y doméstico. El más dañino es solo el ruido de los automóviles, ya que los aviones vuelan lo suficientemente alto y el ruido de las empresas se disuelve en sus edificios. El zumbido constante de los automóviles en carreteras especialmente transitadas supera todos los normas permitidas dos veces. ¿Cómo se supera la barrera del sonido en la capital? Moscú es peligroso debido a la abundancia de sonidos, por lo que los residentes de la capital instalan ventanas de doble acristalamiento para amortiguar el ruido.

¿Cómo se rompe la barrera del sonido?

Hasta 1947 no había datos reales sobre el bienestar de una persona en la cabina de un avión que vuela más rápido que el sonido. Al final resultó que, romper la barrera del sonido requiere cierta fuerza y coraje. Durante el vuelo queda claro que no hay garantías para sobrevivir. Incluso un piloto profesional no puede decir con certeza si el diseño de la aeronave resistirá el ataque de los elementos. En cuestión de minutos, el avión simplemente puede desmoronarse. ¿Qué explica esto? Cabe señalar que el movimiento a velocidad subsónica crea ondas acústicas que se dispersan como círculos de una piedra caída. La velocidad supersónica excita ondas de choque, y una persona de pie en el suelo escucha un sonido similar a una explosión. Sin computadoras poderosas, era difícil resolver problemas complejos y tenía que depender de modelos que soplaban en túneles de viento. A veces, con una aceleración insuficiente del avión, la onda de choque alcanza tal fuerza que las ventanas salen volando de las casas sobre las que vuela el avión. No todos podrán superar la barrera del sonido, porque en este momento toda la estructura está temblando, las fijaciones del aparato pueden recibir daños importantes. Por eso, la buena salud y la estabilidad emocional son tan importantes para los pilotos. Si el vuelo es suave y la barrera del sonido se supera lo más rápido posible, ni el piloto ni los posibles pasajeros sentirán sensaciones particularmente desagradables. Especialmente para la conquista de la barrera del sonido, se construyó un avión de investigación en enero de 1946. La creación de la máquina fue iniciada por una orden del Ministerio de Defensa, pero en lugar de armas, se rellenó con equipo científico que monitoreaba el funcionamiento de mecanismos e instrumentos. Este avión era como un misil de crucero moderno con un motor cohete incorporado. La aeronave rompió la barrera del sonido a una velocidad máxima de 2736 km/h.

Monumentos verbales y materiales a la conquista de la velocidad del sonido

Los logros en romper la barrera del sonido son muy valorados hoy en día. Entonces, el avión en el que Chuck Yeager lo superó por primera vez ahora está en exhibición en el Museo Nacional del Aire y el Espacio, que se encuentra en Washington. Pero los parámetros técnicos de esta invención humana valdrían poco sin los méritos del propio piloto. Chuck Yeager asistió a la escuela de vuelo y luchó en Europa, después de lo cual regresó a Inglaterra. La suspensión injusta de volar no quebró el espíritu de Yeager, y obtuvo una cita con el comandante en jefe de las tropas de Europa. En los años restantes antes del final de la guerra, Yeager participó en 64 salidas, durante las cuales derribó 13 aviones. Chuck Yeager regresó a su tierra natal con el grado de capitán. Sus características indican una intuición fenomenal, una compostura increíble y resistencia en situaciones críticas. Más de una vez, Yeager estableció récords en su avión. Su carrera posterior Fue a las unidades de la Fuerza Aérea, donde entrenó pilotos. La última vez que Chuck Yeager rompió la barrera del sonido fue a los 74 años, en el quincuagésimo aniversario de su historial de vuelos y en 1997.

Tareas complejas de los creadores de aviones.

El avión MiG-15 de fama mundial comenzó a crearse en un momento en que los desarrolladores se dieron cuenta de que era imposible basarse solo en romper la barrera del sonido, pero debían resolverse problemas técnicos complejos. Como resultado, se creó una máquina con tanto éxito que sus modificaciones fueron adoptadas por diferentes países. Varias oficinas de diseño diferentes entraron en una especie de lucha competitiva, cuyo premio fue una patente para el avión más exitoso y funcional. Desarrolló aviones con alas en flecha, lo que supuso una revolución en su diseño. El aparato ideal tendría que ser potente, rápido e increíblemente resistente a cualquier daño externo. Las alas en flecha de la aeronave se convirtieron en un elemento que les ayudó a triplicar la velocidad del sonido. Además, siguió creciendo, lo que se explica por un aumento en la potencia del motor, el uso de materiales innovadores y la optimización de los parámetros aerodinámicos. Superar la barrera del sonido se ha vuelto posible y real incluso para un no profesional, pero no se vuelve menos peligroso debido a esto, por lo que cualquier buscador extremo debe evaluar con sensatez sus puntos fuertes antes de decidirse por tal experimento.

barrera del sonido

Barrera del sonido

un fenómeno que ocurre durante el vuelo de un avión o cohete en el momento de la transición de velocidad de vuelo subsónica a supersónica en la atmósfera. Cuando la velocidad del avión se acerca a la velocidad del sonido (1200 km/h), aparece una zona delgada en el aire frente a él, en la que hay un fuerte aumento de la presión y la densidad del aire. Esta compactación del aire frente a un avión en vuelo se denomina onda de choque. En el suelo, el paso de una onda de choque se percibe como un estallido, similar al sonido de un disparo. Habiendo superado , el avión pasa a través de esta área de mayor densidad de aire, como si la perforara, supera la barrera del sonido. Durante mucho tiempo, romper la barrera del sonido se consideró un problema grave en el desarrollo de la aviación. Para solucionarlo, fue necesario cambiar el perfil y la forma del ala de la aeronave (se volvió más delgada y en flecha), hacer que la parte delantera del fuselaje fuera más puntiaguda y equipar la aeronave con motores a reacción. Por primera vez, la velocidad del sonido fue superada en 1947 por C. Yeager en un avión X-1 (EE. UU.) con un motor cohete de combustible líquido lanzado desde un avión B-29. En Rusia, el primero en superar la barrera del sonido en 1948 fue O. V. Sokolovsky en un avión experimental La-176 con motor turborreactor.

Enciclopedia "Tecnología". - M.: Rosman. 2006 .

barrera del sonido

un fuerte aumento en la resistencia aerodinámica de una aeronave en vuelos con números de Mach M(∞) que superan ligeramente el número crítico M*. La razón es que en los números M(∞) > M* viene, acompañado de la aparición de la resistencia de onda. El coeficiente de resistencia aerodinámica de las aeronaves aumenta muy rápidamente al aumentar el número M, a partir de M(∞) = M*.
La presencia de Z. b. dificulta alcanzar una velocidad de vuelo igual a la velocidad del sonido, y la posterior transición al vuelo supersónico. Para esto, resultó ser necesario crear aviones con alas en flecha delgadas, lo que permitió reducir significativamente la resistencia, y motores a reacción, en los que el empuje aumenta con el aumento de la velocidad.
En la URSS, se logró por primera vez una velocidad igual a la velocidad del sonido en el avión La-176 en 1948.

Aviación: Enciclopedia. - M.: Gran Enciclopedia Rusa. Editor en jefe G.P. Svishchev. 1994 .

Vea qué es una "barrera de sonido" en otros diccionarios:

La barrera del sonido en aerodinámica es el nombre de una serie de fenómenos que acompañan el movimiento de un avión (por ejemplo, un avión supersónico, un cohete) a velocidades cercanas o superiores a la velocidad del sonido. Contenido 1 Onda de choque, ... ... Wikipedia

Un fuerte aumento en la resistencia aerodinámica cuando la velocidad de vuelo de la aeronave se acerca a la velocidad del sonido (se excede el valor crítico del número Mach de vuelo). Se explica por una crisis del oleaje, acompañada de un aumento de la resistencia del oleaje. Superar 3.… … Gran diccionario politécnico enciclopédico

barrera del sonido- un fuerte aumento en la resistencia del entorno aéreo al movimiento de la aeronave en. aproximación a velocidades cercanas a la velocidad de propagación del sonido. Superación 3. b. posible gracias a la mejora de las formas aerodinámicas de los aviones y al uso de potentes ... ... Diccionario de términos militares

barrera del sonido- barrera del sonido - un fuerte aumento en la resistencia de un avión aerodinámico en números de vuelo Mach M∞, superando ligeramente el número crítico M*. La razón es que para los números M∞ > Enciclopedia "Aviación"

- (Puesto avanzado de la barrera francesa). 1) puertas en fortalezas. 2) en arenas y circos, una valla, un tronco, un poste a través del cual salta un caballo. 3) una señal que alcanzan los luchadores en un duelo. 4) barandilla, rejilla. Diccionario de palabras extranjeras incluidas en ... ... Diccionario de palabras extranjeras del idioma ruso.

BARRERA, esposo. 1. Un obstáculo (tipo de pared, travesaño) colocado en el camino (durante saltos, carreras). toma b. (Superalo). 2. Valla, valla. B. logias, balcones. 3. trans. Un obstáculo, un obstáculo para algo. río natural b. por… … Diccionario explicativo de Ozhegov

Libros

Vegas: La verdadera historia (DVD), Naderi Amir. Algunas personas buscan el "sueño americano" en los lugares más extraños... Eddie Parker y su esposa Tracy alguna vez fueron jugadores empedernidos, lo cual no sorprende: viven en Las Vegas, donde todos juegan...

El 14 de octubre de 1947, la humanidad cruzó otro hito. El límite es bastante objetivo, expresado en una cantidad física específica: la velocidad del sonido en el aire, que, en las condiciones de la atmósfera terrestre, depende de su temperatura y presión en el rango de 1100–1200 km / h. La velocidad supersónica fue conquistada por el piloto estadounidense Chuck Yeager (Charles Elwood "Chuck" Yeager), un joven veterano de la Segunda Guerra Mundial, que tenía un coraje extraordinario y una excelente fotogenicidad, gracias a lo cual se hizo popular de inmediato en su tierra natal como 14 años después. - Yuri Gagarin.

Y realmente se requería el coraje de atravesar la barrera del sonido. El piloto soviético Ivan Fedorov, que repitió el logro de Yeager un año después, en 1948, recordó sus sentimientos entonces: “Antes de volar para superar la barrera del sonido, se hizo evidente que no había garantía de sobrevivir después de ella. Nadie sabía prácticamente qué era y si el diseño de la aeronave resistiría la presión de los elementos. Pero tratamos de no pensar en eso”.

De hecho, no había una claridad completa sobre cómo se comportaría el automóvil a una velocidad supersónica. Los diseñadores de aeronaves aún tenían fresco el recuerdo de la repentina desgracia de la década de 1930, cuando, con el aumento de la velocidad de las aeronaves, fue necesario resolver con urgencia el problema del aleteo, las autooscilaciones que se producen tanto en las estructuras rígidas de la aeronave como en las en su piel, destrozando el avión en cuestión de minutos. El proceso se desarrolló como una avalancha, rápidamente, los pilotos no tuvieron tiempo de cambiar el modo de vuelo y los autos se desmoronaron en el aire. Durante bastante tiempo, matemáticos y diseñadores de varios países lucharon para resolver este problema. Al final, la teoría del fenómeno fue creada por el entonces joven matemático ruso Mstislav Vsevolodovich Keldysh (1911-1978), más tarde presidente de la Academia de Ciencias de la URSS. Con la ayuda de esta teoría, fue posible encontrar una manera de deshacerse permanentemente de un fenómeno desagradable.

Es bastante comprensible que se esperaran sorpresas igualmente desagradables de la barrera del sonido. La solución numérica de ecuaciones diferenciales complejas de aerodinámica en ausencia de computadoras poderosas era imposible, y uno tenía que confiar en la "purga" de modelos en túneles de viento. Pero a partir de consideraciones cualitativas, quedó claro que cuando se alcanzó la velocidad del sonido, apareció una onda de choque cerca de la aeronave. El momento más crucial es superar la barrera del sonido, cuando se compara la velocidad del avión con la velocidad del sonido. En este punto, la diferencia de presión a través lados diferentes el frente de onda se acumula rápidamente, y si el momento dura más de un momento, el avión puede desmoronarse no peor que por un aleteo. A veces, al romper la barrera del sonido con una aceleración insuficiente, la onda de choque creada por el avión incluso rompe las ventanas de las ventanas de las casas en el suelo debajo de él.

La relación entre la velocidad de un avión y la velocidad del sonido se denomina número de Mach (en honor al famoso mecánico y filósofo alemán Ernst Mach). Al pasar la barrera del sonido, al piloto le parece que el número M salta sobre uno a pasos agigantados: Chuck Yeager vio que la aguja del tacómetro saltaba de 0,98 a 1,02, después de lo cual hubo un silencio "divino" en la cabina, de hecho. , aparentemente: solo un nivel de presión de sonido en la cabina cae varias veces. Este momento de "limpieza del sonido" es muy insidioso, le costó la vida a muchos probadores. Pero el peligro de que su avión X-1 se desmoronara era pequeño.

El X-1, fabricado por Bell Aircraft en enero de 1946, era un avión puramente de investigación diseñado para romper la barrera del sonido y nada más. A pesar de que el automóvil fue ordenado por el Ministerio de Defensa, en lugar de armas, estaba lleno de equipos científicos que monitorean los modos de funcionamiento de los componentes, instrumentos y mecanismos. El X-1 era como un misil de crucero moderno. tuve uno motor de cohete Motores de reacción empuje 2722 kg. Peso máximo de despegue - 6078 kg. Longitud - 9,45 m, altura - 3,3 m, envergadura - 8,53 m. máxima velocidad- a una altitud de 18290 m 2736 km / h. El coche se puso en marcha desde bombardero estratégico B-29, pero aterrizó sobre "esquís" de acero en un lago salado seco.

No menos impresionantes son los “parámetros tácticos y técnicos” de su piloto. Chuck Yeager nació el 13 de febrero de 1923. Después de la escuela, fue a una escuela de vuelo y, después de graduarse, fue a pelear a Europa. Derribó un Messerschmitt-109. Él mismo fue derribado en los cielos de Francia, pero fue rescatado por partisanos. Como si nada hubiera pasado, volvió a la base en Inglaterra. Sin embargo, el vigilante servicio de contrainteligencia, sin creer en la liberación milagrosa del cautiverio, sacó al piloto del vuelo y lo envió a la retaguardia. El ambicioso Yeager obtuvo una cita con el comandante en jefe de las fuerzas aliadas en Europa, el general Eisenhower, quien creyó a Yeager. Y no se equivocó: en los seis meses que quedaban antes del final de la guerra, el joven piloto realizó 64 salidas, derribó 13 aviones enemigos y 4 en una batalla. Y regresó a su tierra natal con el grado de capitán con un expediente excelente, que indicaba que tenía una intuición de vuelo fenomenal, una compostura increíble y una resistencia asombrosa en cualquier situación crítica. Gracias a esta característica, se incorporó al equipo de probadores supersónicos, que fueron seleccionados y entrenados con tanto cuidado como los astronautas posteriores.

Cambiando el nombre del X-1 a "Glamorous Glennis" en honor a su esposa, Yeager estableció récords en él más de una vez. A fines de octubre de 1947, el récord anterior de altitud cayó: 21 372 m Además, hubo pruebas de varios cazas lanzados en serie y un encuentro con nuestro MiG-15, capturado y transportado a América durante la Guerra de Corea. Guerra. Posteriormente, Yeager comandó varias unidades de prueba de la Fuerza Aérea tanto en los Estados Unidos como en bases estadounidenses en Europa y Asia, participó en operaciones de combate en Vietnam y entrenó a pilotos. Se retiró en febrero de 1975 con el grado de general de brigada, habiendo volado 10 mil horas durante su valiente servicio, manejando 180 modelos supersónicos diferentes y coleccionando una colección única de órdenes y medallas. A mediados de los 80, se hizo una película basada en la biografía de un valiente que fue el primero en el mundo en romper la barrera del sonido, y después de eso, Chuck Yeager no se convirtió ni siquiera en un héroe, sino en una reliquia nacional. Voló por última vez un F-16 el 14 de octubre de 1997 y rompió la barrera del sonido en el quincuagésimo aniversario de su histórico vuelo. Yeager tenía entonces 74 años. En general, como dijo el poeta, las uñas deben estar hechas de estas personas.

Hay muchas personas así al otro lado del océano ... Los diseñadores soviéticos comenzaron a intentar conquistar la barrera del sonido al mismo tiempo que los estadounidenses. Pero para ellos no era un fin en sí mismo, sino un acto completamente pragmático. Si el X-1 era una máquina puramente de investigación, entonces nuestra barrera de sonido fue asaltada en prototipos de cazas, que se suponía que debían ponerse en serie para equipar a las unidades de la Fuerza Aérea con ellos.

La competencia incluyó varias oficinas de diseño: Lavochkin Design Bureau, Mikoyan Design Bureau y Yakovlev Design Bureau, en las que se desarrollaron aviones de ala en flecha en paralelo, que entonces era una solución de diseño revolucionaria. Alcanzaron la meta supersónica en este orden: La-176 (1948), MiG-15 (1949), Yak-50 (1950). Sin embargo, allí el problema se resolvió en un contexto bastante complejo: la maquinaria militar debe haber no sólo alta velocidad, pero también muchas otras cualidades: maniobrabilidad, capacidad de supervivencia, tiempo mínimo de preparación previa al vuelo, armas poderosas, una carga de munición impresionante, etc. etc También se debe tener en cuenta que en la época soviética, la decisión de las comisiones estatales de aceptación a menudo se vio influenciada no solo por factores objetivos, sino también por momentos subjetivos asociados con las maniobras políticas de los desarrolladores. Toda esta combinación de circunstancias llevó al hecho de que el caza MiG-15 se lanzó a la serie, que se mostró perfectamente en las arenas locales de operaciones militares en los años 50. Fue este automóvil, capturado en Corea, como se mencionó anteriormente, que Chuck Yeager "conducía".

En La-176 se aplicó un barrido de ala igual a 45 grados, récord para esos tiempos. El motor turborreactor VK-1 proporcionó un empuje de 2700 kg. Longitud - 10,97 m, envergadura - 8,59 m, superficie alar 18,26 m2. Peso de despegue - 4636 kg. Techo - 15 000 m Rango de vuelo - 1 000 km. Armamento: un cañón de 37 mm y dos de 23 mm. El automóvil estuvo listo en el otoño de 1948, en diciembre comenzó las pruebas de vuelo en Crimea en un aeródromo militar cerca de la ciudad de Saki. Entre los que dirigieron las pruebas se encontraba el futuro académico Vladimir Vasilyevich Struminsky (1914-1998), pilotos aviones experimentales fueron el Capitán Oleg Sokolovsky y el Coronel Ivan Fedorov, quien más tarde recibió el título de Héroe de la Unión Soviética. Sokolovsky, por un accidente absurdo, murió durante el cuarto vuelo, olvidándose de cerrar el dosel de la cabina.

El coronel Ivan Fedorov rompió la barrera del sonido el 26 de diciembre de 1948. Habiéndose elevado a una altura de 10 mil metros, rechazó la palanca de control y comenzó a acelerar en picada. “Estoy acelerando mi 176 desde una gran altura”, recordó el piloto. — Se escucha un tedioso silbido bajo. Al aumentar la velocidad, el avión se precipita hacia el suelo. En la escala del machómetro, la flecha cambia de números de tres dígitos a números de cuatro dígitos. El avión tiembla como si tuviera fiebre. Y de repente, ¡silencio! Tomada la barrera del sonido. La interpretación posterior de los oscilogramas mostró que el número M ha excedido uno. Ocurrió a una altitud de 7.000 metros, donde se registró una velocidad de 1,02M.

En el futuro, la velocidad de los aviones tripulados siguió aumentando constantemente debido al aumento de la potencia del motor, el uso de nuevos materiales y la optimización de los parámetros aerodinámicos. Sin embargo, este proceso no es ilimitado. Por un lado, se ve obstaculizado por consideraciones de racionalidad, cuando se tienen en cuenta el consumo de combustible, los costes de desarrollo, la seguridad de vuelo y otras consideraciones no ociosas. E incluso en la aviación militar, donde el dinero y la seguridad del piloto no son tan importantes, las velocidades de los coches más "ágiles" están en el rango de 1,5M a 3M. No parece que necesite más. (El récord de velocidad para vehículos tripulados con motores a reacción pertenece al avión de reconocimiento estadounidense SR-71 y es Mach 3.2).

Por otro lado, existe una barrera térmica infranqueable: a una determinada velocidad, el calentamiento del cuerpo de la máquina por fricción con el aire se produce tan rápidamente que es imposible eliminar el calor de su superficie. Los cálculos muestran que a presión normal esto debería ocurrir a una velocidad del orden de 10M.

Sin embargo, el límite de 10M aún se alcanzó en el mismo campo de entrenamiento de Edwards. Ocurrió en 2005. El poseedor del récord fue el avión cohete no tripulado X-43A, fabricado como parte del grandioso programa Hiper-X de 7 años para desarrollar nuevos tipos de tecnologías diseñadas para cambiar radicalmente la tecnología espacial y de cohetes del futuro. Su costo es de 230 millones de dólares y el récord se estableció a una altitud de 33.000 metros. Usado en drones nuevo sistema overclocking Primero, se prueba un cohete de combustible sólido tradicional, con la ayuda del cual el X-43A alcanza una velocidad de 7M, y luego se enciende un nuevo tipo de motor: un estatorreactor hipersónico (scramjet o scramjet), en el que el aire atmosférico ordinario se usa como oxidante, y el combustible gaseoso es hidrógeno (un esquema bastante clásico de una explosión incontrolada).

De acuerdo con el programa, se fabricaron tres modelos no tripulados que, después de completar la tarea, se ahogaron en el océano. La siguiente etapa implica la creación de vehículos tripulados. Tras su prueba, los resultados obtenidos se tendrán en cuenta a la hora de crear una amplia variedad de dispositivos "útiles". Además de los aviones para las necesidades de la NASA, se crearán vehículos militares hipersónicos: bombarderos, aviones de reconocimiento y transportadores. Boeing, que participa en el programa Hiper-X, planea construir un avión hipersónico de 250 pasajeros para 2030-2040. Está bastante claro que no habrá ventanas que rompan la aerodinámica a tales velocidades y no puedan soportar el calentamiento térmico. En lugar de ojos de buey, se suponen pantallas con una grabación de video de nubes que pasan.

No hay duda de que este tipo de transporte tendrá demanda, porque cuanto más lejos, más caro se vuelve el tiempo, acomodando cada vez más emociones, dólares ganados y otros componentes por unidad de tiempo. vida moderna. En este sentido, no hay duda de que algún día las personas se convertirán en mariposas de un día: un día estará saturado como toda la vida humana actual (más bien ayer). Y se puede suponer que alguien o algo está implementando el programa Hiper-X en relación con la humanidad.

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