Sicherlich haben viele von der mysteriösen Schallmauer gehört, die Kämpfer und Bomber überwinden, sowie von Überschallraketen. Was ist diese Barriere, kann sie visuell gesehen werden und was ist die Ursache für das laute explosive Geräusch?
Was ist eine Schallmauer?
Schallmauer auf dem Gebiet der Aerodynamik - dies sind technische Schwierigkeiten, die sich aus Phänomenen ergeben, die mit der Bewegung eines Flugzeugs mit einer Geschwindigkeit verbunden sind, die gleich oder größer als die Schallgeschwindigkeit ist.
Sie müssen verstehen, dass dies kein wirkliches Hindernis ist, das ein Flugzeug überwinden muss, wie eine Art unsichtbare Wand, sondern ein abstraktes Konzept. Es entstand zu einer Zeit, als die Luftfahrt nur an Flugzeuge dachte, die mit hoher Geschwindigkeit fliegen können - Überschall. Viele bestanden sogar auf der Unerreichbarkeit solcher Ergebnisse.
Was ist die Schallgeschwindigkeit?
Die Schallgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich elastische Wellen in einem bestimmten Medium ausbreiten. Dieser Indikator variiert je nach Umgebung. Zum Beispiel, Schallgeschwindigkeit in Luft - 331 m / s oder 1191,6 km / h.
Schallgeschwindigkeit überwinden
Wie wird die Schallmauer überwunden? Das Flugzeug hebt ab und beschleunigt allmählich immer mehr. Um ihn herum strömt ein Überschallluftstrom, wodurch sich in der Nase ein Bogen bildet Schockwelle. Abhängig von der Form des Flugzeugs kann es mehrere geben.
In diesem Bereich steigt der Druck und die Dichte der Luft stark an. Zu einer Zeit, in der das Flugzeug die Schallgeschwindigkeit überschreitet, passiert es diesen Bereich und es erscheint ein lautes Knallgeräusch, das wie ein Schuss aussieht. Der Pilot im Cockpit hört keine Geräusche - er lernt die Überwindung der Schallmauer nur durch spezielle Sensoren. Veränderungen im Flugzeugmanagement sind ebenfalls spürbar.
Ein lauter explosiver Pop ist ein Überschallknall. Es ist auf der Erdoberfläche zu hören, wenn das Flugzeug in der Nähe mit Überschallgeschwindigkeit fliegt. Die von ihm gebildeten Stoßwellen können visuell in Form eines das Flugzeug begleitenden Kegels dargestellt werden. Die Spitze des Kegels befindet sich im Bug. Wellen breiten sich über große Entfernungen aus.
Das Gerücht einer Person, die auf dem Boden steht, greift die Grenzen eines bestimmten imaginären Kegels auf. Ein starker Drucksprung wird als explosive Baumwolle wahrgenommen. Ab dem Moment der Überwindung der Barriere begleitet das Flugzeug ständig einen akustischen Schlag. Baumwolle ist jedoch jedes Mal zu hören, wenn sie über einen festen Punkt auf der Oberfläche fliegt.
Da sich das Flugzeug schneller als der Schall bewegt, hört der Beobachter zuerst ein Knallen und erst danach das Triebwerksgeräusch.
Interessante Tatsache: Die Überwindung der Schallmauer ist häufig mit dem Auftreten einer weißen Wolke im Heckbereich des Flugzeugs verbunden. Es hat jedoch nichts mit der Schallmauer zu tun. Dies ist der Prandtl-Gloert-Effekt - Feuchtigkeitskondensation unmittelbar hinter einem sich bewegenden Flugzeug.
Überschallflugprobleme
Egal wie normal ein Flugzeug beschleunigt, es wird lange Zeit nicht in der Lage sein, mit Überschallgeschwindigkeit zu fliegen. Unterschallflugzeuge sind glatter und runder. Und wenn Sie mit Überschallgeschwindigkeit fliegen, entstehen andere aerodynamische Bedingungen.
Der Luftwiderstand steigt stark an, der Flugzeugkörper erwärmt sich durch Reibung. Infolgedessen verliert ein gewöhnliches Flugzeug die stabile Kontrolle und kann direkt in der Luft zusammenbrechen.
Die aktiv entwickelte Überschallluftfahrt begann in den 50-60er Jahren. Das erste Überschallflugzeug, das in Serie hergestellt wurde, war der nordamerikanische F-100 Super Sabre. Dieses Modell flog erstmals 1953.
Erstellt und Passagier Überschallflugzeuge, die regelmäßige Flüge durchgeführt. Aber es gab nur zwei von ihnen: die sowjetische Tu-144 und die englisch-französische Concorde.
Der Vorteil solcher Flugzeuge besteht darin, große Entfernungen in kurzer Zeit zu überwinden. Außerdem bewegt sich ein Überschallflugzeug in einer höheren Höhe als herkömmliche. Dementsprechend wird der Luftraum nicht belastet. Ihre Verwendung wurde jedoch aufgrund mehrerer Mängel bald eingestellt:
- Stoßwelle;
- hoher Kraftstoffverbrauch;
- Komplexität des Betriebs;
- Lärm über dem Flugplatz.
Ein lauter Knall ist ein scharfer Drucksprung vor dem Flugzeug, der auftritt, wenn sich das Flugzeug mit Überschallgeschwindigkeit zu bewegen beginnt (es überwindet die Schallmauer). Die Stoßwelle vor dem Flugzeug breitet sich kegelförmig aus. Eine Person, die den Flug eines Flugzeugs beobachtet, hört ein Knallen, wenn diese Welle ihn erreicht, und erst danach kann der Motor arbeiten. Die Stoßwelle begleitet das Flugzeug ständig mit Überschallgeschwindigkeit.Pops sind jedoch nur während des Durchgangs des Flugzeugs an einem bestimmten Punkt zu hören - in der Nähe des Beobachters.
