stringtranslate.com

Звуковой барьер

F/A-18 ВМС США на трансзвуковой скорости врезается в звуковой барьер. Сверхзвуковое белое облако образуется за счет пониженного давления и температуры воздуха вокруг хвоста самолета (см. особенность Прандтля–Глауэрта ). [1] [2]
  1. Дозвуковой
  2. Мах 1
  3. Сверхзвуковой
  4. Ударная волна

Звуковой барьер или звуковой барьер — это значительное увеличение аэродинамического сопротивления и других нежелательных эффектов, испытываемых самолетом или другим объектом при приближении к скорости звука . Когда самолет впервые приблизился к скорости звука, эти эффекты рассматривались как барьер, делающий более высокие скорости очень трудными или невозможными. [3] [4] Термин «звуковой барьер» иногда используется и сегодня для обозначения самолета, приближающегося к сверхзвуковому полету в этом режиме высокого сопротивления. Полет со скоростью, превышающей скорость звука, производит звуковой удар .

В сухом воздухе при температуре 20 °C (68 °F) скорость звука составляет 343 метра в секунду (около 767 миль в час, 1234 км/ч или 1125 футов/с). Этот термин вошел в употребление во время Второй мировой войны , когда пилоты высокоскоростных истребителей столкнулись с эффектом сжимаемости — рядом неблагоприятных аэродинамических эффектов, которые сдерживали дальнейшее ускорение, по-видимому, препятствуя полету на скоростях, близких к скорости звука. Эти трудности представляли собой препятствие для полетов на более высоких скоростях. В 1947 году американский летчик-испытатель Чак Йегер продемонстрировал, что безопасный полет со скоростью звука достижим на специально спроектированных самолетах, тем самым преодолев этот барьер. К 1950-м годам новые конструкции истребителей регулярно достигали скорости звука и даже быстрее. [N 1]

История

Некоторые распространённые кнуты, такие как кнут-бык или кнут-сток, способны двигаться быстрее звука: кончик кнута превышает эту скорость и вызывает резкий треск — буквально звуковой удар . [5] Огнестрельное оружие, изготовленное после 19-го века, как правило, имеет сверхзвуковую начальную скорость . [6]

Звуковой барьер, возможно, был впервые преодолен живыми существами около 150 миллионов лет назад. Некоторые палеобиологи сообщают, что компьютерные модели их биомеханических возможностей предполагают, что некоторые длиннохвостые динозавры, такие как бронтозавр , апатозавр и диплодок, могли махать хвостами на сверхзвуковой скорости, создавая треск. Это открытие является теоретическим и оспаривается другими специалистами в этой области. [7] Метеориты в верхних слоях атмосферы Земли обычно движутся со скоростью, превышающей скорость выхода Земли, которая намного быстрее звука.

Ранние проблемы

Существование звукового барьера было очевидно для аэродинамиков еще до того, как появились какие-либо прямые доказательства в самолетах. В частности, очень простая теория тонких аэродинамических профилей на сверхзвуковых скоростях создавала кривую, которая достигала бесконечного сопротивления при 1 Мах, падая с увеличением скорости. Это можно было увидеть в испытаниях с использованием снарядов, выпущенных из пушек, что является распространенным методом проверки устойчивости различных проективных форм. По мере того, как снаряд замедлялся от своей начальной скорости и начинал приближаться к скорости звука, он подвергался быстрому увеличению сопротивления и замедлялся гораздо быстрее. Было понятно, что сопротивление не становится бесконечным, или для снаряда было бы невозможно превысить 1 Мах изначально, но не было лучшей теории, и данные в некоторой степени соответствовали теории. В то же время постоянно увеличивающиеся скорости в аэродинамической трубе показывали аналогичный эффект по мере приближения к 1 Мах снизу. Однако в этом случае не было никаких теоретических разработок, которые предполагали бы, почему это может быть. Было замечено, что увеличение сопротивления не было плавным, оно имело четкий «угол», где оно начинало внезапно расти. Эта скорость была разной для разных форм крыла в плане и сечений и стала известна как «критическое число Маха». [8]

По словам британского аэродинамика У. Ф. Хилтона из Armstrong Whitworth Aircraft , сам термин был создан случайно. Он давал демонстрации на ежегодном шоу в Национальной физической лаборатории в 1935 году, где он продемонстрировал диаграмму измерений в аэродинамической трубе, сравнивающую сопротивление крыла со скоростью воздуха. Во время этих объяснений он заявлял: «Посмотрите, как сопротивление крыла взлетает, как барьер против более высокой скорости, по мере того, как мы приближаемся к скорости звука». На следующий день лондонские газеты были заполнены заявлениями о «звуковом барьере». Является ли это первым использованием термина или нет, является спорным, но к 1940-м годам использование в отрасли уже было обычным делом. [8]

К концу 1930-х годов стал ясен один практический результат этого. Хотя самолеты все еще работали значительно ниже 1 Маха, как правило, в лучшем случае вдвое меньше, их двигатели быстро выходили за пределы 1000 л. с. На этих уровнях мощности традиционные двухлопастные винты явно демонстрировали быстрый рост сопротивления. Скорость конца лопасти винта является функцией скорости вращения и длины лопасти. По мере увеличения мощности двигателя требовались более длинные лопасти, чтобы передавать эту мощность воздуху при работе на наиболее эффективных оборотах двигателя. Скорость воздуха также является функцией поступательной скорости самолета. Когда скорость самолета достаточно высока, кончики достигают околозвуковых скоростей. Ударные волны образуются на концах лопастей и истощают мощность вала, приводящую в движение винт. Чтобы поддерживать тягу, мощность двигателя должна восполнять эту потерю, а также должна соответствовать сопротивлению самолета по мере его увеличения со скоростью. Требуемая мощность настолько велика, что размер и вес двигателя становятся непомерными. Это ограничение скорости привело к исследованиям в области реактивных двигателей , в частности, Фрэнком Уиттлом в Англии и Гансом фон Охайном в Германии. Это также привело к появлению пропеллеров с постоянно увеличивающимся числом лопастей, три, четыре, а затем и пять, которые были замечены во время войны. По мере того, как проблема становилась более понятной, это также привело к появлению пропеллеров с «лопастными лопастями» и увеличенной хордой, как это было видно (например) на моделях Republic P-47 Thunderbolt конца войны .

Тем не менее, винтовые самолеты могли приближаться к своему критическому числу Маха , различному для каждого самолета, в пикировании. Это приводило к многочисленным авариям по разным причинам. Летая на Mitsubishi Zero , пилоты иногда летели на полной мощности в землю, потому что быстро растущие силы, действующие на поверхности управления их самолета, пересили их. [9] В этом случае несколько попыток исправить это только усугубили проблему. Аналогичным образом, изгиб, вызванный низкой жесткостью на кручение крыльев Supermarine Spitfire, заставил их, в свою очередь, противодействовать входным сигналам управления элеронами, что привело к состоянию, известному как реверс управления . Это было решено в более поздних моделях с помощью изменений в крыле. Что еще хуже, особенно опасное взаимодействие воздушного потока между крыльями и хвостовыми поверхностями пикирующих Lockheed P-38 Lightning затрудняло «выход» из пикирования; в одном испытательном полете 1941 года летчик-испытатель Ральф Вирде погиб, когда самолет врезался в землю на высокой скорости. [8] Проблема была позже решена путем добавления «закрылка пикирования», который нарушал поток воздуха в этих обстоятельствах. Флаттер из-за образования ударных волн на изогнутых поверхностях был еще одной серьезной проблемой, которая привела к самому известному случаю — разрушению самолета de Havilland Swallow и гибели его пилота Джеффри де Хэвилленда-младшего 27 сентября 1946 года. Похожая проблема, как полагают, стала причиной крушения ракетного самолета БИ-1 в Советском Союзе в 1943 году.

Все эти эффекты, хотя и не связанные между собой в большинстве случаев, привели к концепции «барьера», затрудняющего для самолета превышение скорости звука. [10] Ошибочные новостные сообщения заставили большинство людей представить звуковой барьер как физическую «стену», которую сверхзвуковому самолету необходимо было «преодолеть» острым игольчатым носом в передней части фюзеляжа. Изделия экспертов по ракетостроению и артиллерии обычно превышали 1 Мах, но авиаконструкторы и аэродинамики во время и после Второй мировой войны обсуждали 0,7 Маха как предел, опасный для превышения. [11]

Ранние претензии

Во время Второй мировой войны и сразу после нее было сделано несколько заявлений о том, что звуковой барьер был преодолен при пикировании. Большинство этих предполагаемых событий можно списать на ошибки приборов. Типичный указатель воздушной скорости (ИСС) использует разницу давления воздуха между двумя или более точками на самолете, как правило, около носа и по бокам фюзеляжа, чтобы получить значение скорости. На высокой скорости различные эффекты сжатия, которые приводят к звуковому барьеру, также заставляют ИСС становиться нелинейным и выдавать неточно высокие или низкие показания в зависимости от специфики установки. Этот эффект стал известен как «скачок Маха». [12] До появления измерителей Маха точные измерения сверхзвуковых скоростей можно было производить только дистанционно, обычно с использованием наземных приборов. Было обнаружено, что многие заявления о сверхзвуковых скоростях намного ниже этой скорости при измерении таким образом.

В 1942 году Republic Aviation выпустила пресс-релиз, в котором говорилось, что лейтенанты Гарольд Э. Комсток и Роджер Дайар превысили скорость звука во время испытательных погружений на Republic P-47 Thunderbolt . Широко распространено мнение, что это произошло из-за неточных показаний ASI. В аналогичных испытаниях North American P-51 Mustang продемонстрировал ограничения при 0,85 Маха, причем каждый полет свыше 0,84 Маха приводил к повреждению самолета из-за вибрации. [13]

Spitfire PR Mk XI ( PL965 ) того типа, который использовался в 1944 году в Королевских аэродромных войсках в Фарнборо в ходе испытаний на пикирование, в ходе которых было получено наибольшее число Маха 0,92.

Одно из самых высоких зафиксированных инструментальных чисел Маха, достигнутых для винтового самолета, — это 0,891 Маха для Spitfire PR XI , который был достигнут во время испытаний на пикирование в Королевском авиационном учреждении в Фарнборо в апреле 1944 года. Spitfire, фоторазведывательный вариант, Mark XI, оснащенный удлиненной системой множественного Пито «гребкового типа» , был доведен командиром эскадрильи Дж. Р. Тобином до этой скорости, что соответствует исправленной истинной воздушной скорости (TAS) 606 миль в час. [14] В последующем полете командир эскадрильи Энтони Мартиндейл достиг 0,92 Маха, но он закончился вынужденной посадкой из-за повреждения двигателя из-за превышения оборотов. [15]

Ганс Гвидо Мутке утверждал, что преодолел звуковой барьер 9 апреля 1945 года на реактивном самолете Messerschmitt Me 262. Он утверждает, что его ASI развил скорость до 1100 километров в час (680 миль в час). Мутке сообщил не только о трансзвуковой тряске , но и о восстановлении нормального управления после превышения определенной скорости, а затем о возобновлении сильной тряски, когда Me 262 снова замедлился. Он также сообщил о срыве пламени двигателя. [16]

Это утверждение широко оспаривается, даже пилотами его подразделения. [17] Известно, что все эффекты, о которых он сообщал, происходят на Me 262 на гораздо более низких скоростях, и показания ASI просто не надежны на околозвуковых скоростях. Кроме того, серия испытаний, проведенных Карлом Дётчем по поручению Вилли Мессершмитта, показала, что самолет становился неуправляемым выше 0,86 Маха, а при 0,9 Маха начинал капотировать в пике, из которого невозможно было выйти. Послевоенные испытания, проведенные Королевскими ВВС, подтвердили эти результаты с небольшим изменением: максимальная скорость с использованием новых приборов была определена как 0,84 Маха, а не 0,86 Маха. [18]

В 1999 году Мутке заручился поддержкой профессора Отто Вагнера из Мюнхенского технического университета , чтобы провести вычислительные тесты, чтобы определить, сможет ли самолет преодолеть звуковой барьер. Эти тесты не исключают такую ​​возможность, но не имеют точных данных о коэффициенте сопротивления, которые необходимы для проведения точного моделирования. [19] [20] Вагнер заявил: «Я не хочу исключать такую ​​возможность, но могу себе представить, что он также мог лететь со скоростью чуть ниже скорости звука и ощущать тряску, но не превышал скорость Маха-1». [17]

Одно из доказательств, представленных Мутке, находится на странице 13 «Справочника пилота Me 262 A-1», выпущенного штабом командования материально-технического обеспечения ВВС , Райт-Филд , Дейтон, Огайо, в качестве отчета № F-SU-1111-ND от 10 января 1946 года:

Сообщается, что скорость 950 км/ч (590 миль/ч) была достигнута при пологом пикировании на 20–30° от горизонтали. Вертикальных пикирований не было. На скоростях от 950 до 1000 км/ч (от 590 до 620 миль/ч) поток воздуха вокруг самолета достигает скорости звука, и сообщается, что поверхности управления больше не влияют на направление полета. Результаты различаются для разных самолетов: некоторые переворачиваются и ныряют, в то время как другие ныряют постепенно. Также сообщается, что после превышения скорости звука это состояние исчезает и восстанавливается нормальное управление.

Комментарии о восстановлении управления полетом и прекращении тряски выше 1 Маха весьма значимы в документе 1946 года. Однако неясно, откуда взялись эти термины, поскольку, по-видимому, американские пилоты не проводили такие испытания. [19]

В своей книге 1990 года Me-163 бывший пилот Messerschmitt Me 163 «Komet» Мано Циглер утверждает, что его друг, летчик-испытатель Хайни Диттмар , преодолел звуковой барьер во время пикирования ракетного самолета, и что несколько человек на земле слышали звуковые удары. Он утверждает, что 6 июля 1944 года Диттмар, летевший на Me 163B V18, имевшем буквенный код Stammkennzeichen VA+SP, был измерен при полете со скоростью 1130 км/ч (702 мили в час). [21] Однако никаких свидетельств такого полета нет ни в одном из материалов того периода, которые были захвачены союзными войсками и тщательно изучены. [22] Диттмар был официально зарегистрирован со скоростью 1004,5 ​​км/ч (623,8 миль в час) в горизонтальном полете 2 октября 1941 года на прототипе Me 163A V4 . Он достиг этой скорости не на полном газу, так как был обеспокоен трансзвуковым бафтингом. Сам Диттмар не утверждает, что он преодолел звуковой барьер в том полете, и отмечает, что скорость была зафиксирована только на AIS. Однако он ставит себе в заслугу то, что был первым пилотом, который «преодолел звуковой барьер». [17]

В этот период существует ряд беспилотных летательных аппаратов, которые летали на сверхзвуковых скоростях. В 1933 году советские конструкторы, работавшие над концепциями прямоточных воздушно -реактивных двигателей, запускали двигатели на фосфорном топливе из артиллерийских орудий, чтобы разогнать их до рабочих скоростей. Возможно, что это обеспечивало сверхзвуковые характеристики до 2 Махов [23] , но это было связано не только с самим двигателем. Напротив, немецкая баллистическая ракета V-2 регулярно преодолевала звуковой барьер в полете, впервые 3 октября 1942 года. К сентябрю 1944 года V-2 регулярно достигали 4 Махов (1200 м/с или 3044 миль/ч) во время конечного снижения.

Преодоление звукового барьера

Прототип самолета с турбореактивным двигателем Miles M.52 , предназначенный для достижения сверхзвуковой скорости горизонтального полета.

В 1942 году Министерство авиации Соединенного Королевства начало сверхсекретный проект с компанией Miles Aircraft по разработке первого в мире самолета, способного преодолеть звуковой барьер. Результатом проекта стала разработка прототипа самолета Miles M.52 с турбореактивным двигателем, который был спроектирован так, чтобы достигать скорости 1000 миль в час (417 м/с; 1600 км/ч) (более чем в два раза превышающей существующий рекорд скорости) в горизонтальном полете и подниматься на высоту 36 000 футов (11 км) за 1 минуту 30 секунд.

В получившуюся конструкцию M.52 был включен ряд усовершенствованных функций, которые стали результатом консультаций с экспертами в правительственных учреждениях, имеющими современные знания в области сверхзвуковой аэродинамики . В частности, конструкция имела конический нос для низкого сверхзвукового сопротивления [24] и острые передние кромки крыла. Конструкция использовала очень тонкие крылья двояковыпуклого сечения, предложенные Якобом Акеретом для низкого сопротивления . Концы крыльев были «обрезаны», чтобы держать их подальше от конической ударной волны, создаваемой носом самолета. Фюзеляж имел диаметр 5 футов с кольцевым топливным баком вокруг двигателя. [25]

Одна из моделей Vickers, проходящая сверхзвуковые испытания в аэродинамической трубе в Королевском авиационном институте (RAE) около 1946 года.

Другим важным дополнением было использование силового стабилизатора , также известного как цельноповоротный хвост или летающий хвост , ключ к управлению трансзвуковым и сверхзвуковым полетом, который контрастировал с традиционными шарнирными хвостовыми плоскостями (горизонтальными стабилизаторами), механически соединенными с колонкой управления пилота . Обычные поверхности управления стали неэффективными на высоких дозвуковых скоростях, которые тогда достигались истребителями в пикировании, из-за аэродинамических сил, вызванных образованием ударных волн в шарнире и движением центра давления назад , которые вместе могли перекрыть силы управления, которые мог механически прикладывать пилот, затрудняя выход из пикирования. [26] [27] Основным препятствием для раннего околозвукового полета был реверс управления , явление, которое заставляло входные сигналы полета (ручку, руль направления) менять направление на высокой скорости; это было причиной многих аварий и почти аварий. Цельноповоротный хвост необходим для того, чтобы самолет мог безопасно пройти через диапазон околозвуковых скоростей, не теряя управления пилотом. Первым примером такого решения стал Miles M.52, который с тех пор применяется повсеместно.

Первоначально самолет должен был использовать новейший двигатель Фрэнка Уиттла Power Jets W.2/700 , с которым он мог достигать сверхзвуковой скорости только в пологом пикировании. Для разработки полностью сверхзвуковой версии самолета дополнительная тяга должна была быть обеспечена добавлением усилителя No.4, который давал дополнительный поток воздуха от канального вентилятора и форсаж позади вентилятора. [28]

Хотя проект в конечном итоге был отменен, исследования были использованы для создания беспилотной модели M.52 в масштабе 30%, которая достигла скорости 1,38 Маха в успешном контролируемом испытательном полете на трансзвуковой и сверхзвуковой высоте в октябре 1948 года; это было уникальное достижение в то время, которое обеспечило «некоторое подтверждение аэродинамики M.52, на которой была основана модель». [29]

Тем временем летчики-испытатели достигли высоких скоростей на бесхвостом самолете de Havilland DH 108 со стреловидным крылом . Одним из них был Джеффри де Хэвилленд-младший , который погиб 27 сентября 1946 года, когда его DH 108 развалился на скорости около 0,9 Маха. [30] Джона Дерри называли «первым сверхзвуковым пилотом Британии» [31] из-за пикирования, которое он совершил на DH 108 6 сентября 1948 года.

Первый самолет, официально преодолевший звуковой барьер

Министерство авиации Великобритании подписало соглашение с Соединенными Штатами об обмене всеми своими данными и проектами в области высокоскоростных исследований, включая данные по M.52, [32] с эквивалентными американскими исследованиями, но США отказались от соглашения и ничего не получили взамен. [33]

Чак Йегер перед Bell X-1 , первым самолетом, преодолевшим звуковой барьер в горизонтальном полете.

Bell X-1 , первый американский пилотируемый самолет, построенный для преодоления звукового барьера, был визуально похож на Miles M.52, но с высоко расположенным горизонтальным хвостом, чтобы держать его подальше от следа крыла. По сравнению с цельноповоротным хвостом на M.52, X-1 использовал обычный хвост с рулями высоты, но с подвижным стабилизатором для сохранения управления при прохождении звукового барьера. Именно на X-1 Чак Йегер стал первым человеком, преодолевшим звуковой барьер в горизонтальном полете 14 октября 1947 года, пролетев на высоте 45 000 футов (13,7 км). Джордж Уэлч сделал правдоподобное, но официально неподтвержденное заявление о том, что преодолел звуковой барьер 1 октября 1947 года, управляя XP-86 Sabre . Он также утверждал, что повторил свой сверхзвуковой полет 14 октября 1947 года, за 30 минут до того, как Йегер преодолел звуковой барьер на Bell X-1. Хотя показания свидетелей и приборы убедительно свидетельствуют о том, что Уэлч достиг сверхзвуковой скорости, полеты не были должным образом отслежены и официально не признаны. XP-86 официально достиг сверхзвуковой скорости 26 апреля 1948 года. [34]

14 октября 1947 года, всего через месяц после того, как ВВС США были созданы как отдельная служба, испытания завершились первым пилотируемым сверхзвуковым полетом, пилотируемым капитаном ВВС Чарльзом «Чаком» Йегером на самолете № 46-062, который он окрестил Glamorous Glennis . Ракетный самолет был запущен из бомбового отсека специально модифицированного B-29 и спланировал на посадку на взлетно-посадочную полосу. Полет XS-1 под номером 50 стал первым, в котором X-1 зафиксировал сверхзвуковой полет с максимальной скоростью 1,06 Маха (361 м/с, 1299 км/ч, 807,2 миль/ч).

В результате первого сверхзвукового полета X-1 Национальная ассоциация аэронавтики проголосовала за то, чтобы ее приз Collier Trophy 1947 года был разделен между тремя основными участниками программы. Президент Гарри С. Трумэн в Белом доме вручил награды Ларри Беллу за Bell Aircraft, капитану Йегеру за пилотирование полетов и Джону Стэку за вклад в NACA . [35]

Джеки Кокран была первой женщиной, преодолевшей звуковой барьер. Она сделала это 18 мая 1953 года, пилотируя самолет, взятый в аренду у Королевских канадских военно-воздушных сил , вместе с Йегером. [36]

3 декабря 1957 года Маргарет Чейз Смит стала первой женщиной в Конгрессе, преодолевшей звуковой барьер. Она сделала это в качестве пассажира на самолете F-100 Super Sabre, пилотируемом майором ВВС Клайдом Гудом. [37]

В конце 1950-х годов британский журналист Аллен Роули смог пролететь на самолете Super Sabre со скоростью 1000 миль в час, став одним из немногих неамериканских гражданских лиц, превысивших скорость звука, и одним из немногих гражданских лиц в мире, совершивших такой полет. [38]

21 августа 1961 года самолет Douglas DC-8-43 (регистрационный номер N9604Z) неофициально превысил скорость 1 Маха в контролируемом пикировании во время испытательного полета на авиабазе Эдвардс, как наблюдал и сообщил экипаж; в состав экипажа входили Уильям Магрудер (пилот), Пол Паттен (второй пилот), Джозеф Томич (бортинженер) и Ричард Х. Эдвардс (инженер по летным испытаниям). [39] Это был первый сверхзвуковой полет гражданского авиалайнера, достигнутый до того, как взлетели Конкорд или Ту-144 . [39]

Звуковой барьер понятен

Чак Йегер преодолел звуковой барьер 14 октября 1947 года на самолете Bell X-1 , как показано в этой кинохронике.

По мере того, как наука высокоскоростного полета становилась все более понятной, ряд изменений привел к окончательному пониманию того, что «звуковой барьер» легко преодолевается при правильных условиях. Среди этих изменений было введение тонких стреловидных крыльев , правила площадей и двигателей с постоянно растущей производительностью. К 1950-м годам многие боевые самолеты могли регулярно преодолевать звуковой барьер в горизонтальном полете, хотя они часто страдали от проблем с управлением при этом, таких как сворачивание Маха . Современные самолеты могут преодолевать «барьер» без проблем с управлением. [40]

К концу 1950-х годов этот вопрос был настолько хорошо понят, что многие компании начали инвестировать в разработку сверхзвуковых авиалайнеров, или SST , полагая, что это будет следующим «естественным» шагом в эволюции авиалайнеров. Однако этого пока не произошло. Хотя Concorde и Ту-144 поступили в эксплуатацию в 1970-х годах, оба позже были сняты с эксплуатации без замены на аналогичные конструкции. Последний полет Concorde в эксплуатации состоялся в 2003 году. Несмотря на всплеск интереса в 2010-х годах, по состоянию на 2024 год в эксплуатации нет ни одного коммерческого сверхзвукового авиалайнера. [41]

Хотя Concorde и Tu-144 были первыми самолетами, перевозившими коммерческих пассажиров на сверхзвуковых скоростях, они не были первыми или единственными коммерческими авиалайнерами, преодолевшими звуковой барьер. 21 августа 1961 года Douglas DC-8 преодолел звуковой барьер на скорости 1,012 Маха, или 1240 км/ч (776,2 миль/ч), во время контролируемого пикирования на высоте 41 088 футов (12 510 м). Целью полета был сбор данных о новой конструкции передней кромки крыла. [42]

Преодоление звукового барьера на наземном транспортном средстве

12 января 1948 года беспилотные ракетные сани Northrop стали первым наземным транспортным средством, преодолевшим звуковой барьер. На военном испытательном полигоне на авиабазе Мьюрок (ныне авиабаза Эдвардс ), Калифорния , они достигли максимальной скорости 1019 миль в час (1640 км/ч) перед тем, как сойти с рельсов. [43] [44]

15 октября 1997 года на автомобиле, разработанном и построенном командой под руководством Ричарда Нобла , пилот Королевских ВВС Энди Грин стал первым человеком, преодолевшим звуковой барьер на наземном транспортном средстве в соответствии с правилами Международной автомобильной федерации . Автомобиль, названный ThrustSSC («Super Sonic Car»), установил рекорд через 50 лет и один день после первого сверхзвукового полета Йегера .

Преодоление звукового барьера человеком-снарядом

Феликс Баумгартнер

В октябре 2012 года Феликс Баумгартнер с командой учёных и спонсором Red Bull предпринял попытку самого высокого прыжка с парашютом в истории. В рамках проекта Баумгартнер должен был прыгнуть с высоты 120 000 футов (36 580 м) с гелиевого шара и стать первым парашютистом, преодолевшим звуковой барьер. Запуск был запланирован на 9 октября 2012 года, но был прерван из-за неблагоприятных погодных условий; впоследствии капсула была запущена вместо этого 14 октября. Подвиг Баумгартнера также ознаменовал 65-ю годовщину успешной попытки американского лётчика-испытателя Чака Йегера преодолеть звуковой барьер на самолёте. [45]

Баумгартнер приземлился в восточной части Нью-Мексико после прыжка с мирового рекорда 128 100 футов (39 045 м), или 24,26 миль, и преодолел звуковой барьер, разогнавшись до скорости 833,9 миль в час (1342 км/ч, или 1,26 Маха). На пресс-конференции после его прыжка было объявлено, что он находился в свободном падении в течение 4 минут 18 секунд, что является вторым по продолжительности свободным падением после прыжка Джозефа Киттингера 1960 года , который длился 4 минуты 36 секунд. [45]

Алан Юстас

В октябре 2014 года Алан Юстас , старший вице-президент Google , побил рекорд Баумгартнера по высоте прыжка с парашютом, а также преодолел звуковой барьер. [46] Однако, поскольку прыжок Юстаса включал в себя использование тормозного парашюта , а прыжок Баумгартнера — нет, их рекорды вертикальной скорости и дальности свободного падения остаются в разных категориях. [47] [48]

Наследие

Дэвид Лин снял фильм «Звуковой барьер» , художественный пересказ испытательных полетов самолета De Havilland DH 108.

Смотрите также

Ссылки

Примечания

  1. ^ См. « Скорость звука » для получения научных сведений о скорости, называемой звуковым барьером , и « Звуковой удар » для получения информации о звуке, связанном со сверхзвуковым полетом.

Цитаты

  1. ^ Nemiroff, R.; Bonnell, J., ред. (19 августа 2007 г.). "Звуковой удар". Астрономическая картинка дня . NASA . Получено 30 августа 2010 г.
  2. ^ "F-14 Condensation cloud in action". web.archive.org . Получено: 30 августа 2010 г.
  3. ^ звуковой барьер Архивировано 13 октября 2016 г. на Wayback Machine . thefreedictionary.com.
  4. ^ звуковой барьер Архивировано 11 апреля 2015 г. на Wayback Machine . oxforddictionaries.com.
  5. ↑ Мэй, Майк. «Crackin' good mathematics» Архивировано 22.03.2016 в Wayback Machine . American Scientist , том 90, выпуск 5, сентябрь–октябрь 2002 г. стр. 1.
  6. ^ "Точность мушкетов с черным порохом" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 22 июля 2011 г. . Получено 9 июня 2011 г. .
  7. ^ Уилфорд, Джон Нобл. «Преодолели ли динозавры звуковой барьер?» Архивировано 08.12.2020 в Wayback Machine The New York Times , 2 декабря 1997 г. Получено: 15 января 2009 г.
  8. ^ abc Винченти, Уолтер (1997). «Инженерная теория в процессе создания: аэродинамический расчет «преодолеет звуковой барьер»". Технология и культура . 38 (4): 819–851. JSTOR  310695.
  9. ^ Ёсимура, Акира, перевод Ретсу Кайхо и Майкла Грегсона (1996). Zero! Fighter . Вестпорт, Коннектикут, США: Praeger Publishers. стр. 108. ISBN 0-275-95355-6 . 
  10. ^ Портвей, Дональд (1940). Военная наука сегодня . Лондон: Издательство Оксфордского университета . стр. 18: «По разным причинам вполне очевидно, что максимально достижимая скорость в условиях самодвижения будет равна скорости звука в воздухе», т. е. 750 миль в час (1210 км/ч).
  11. ↑ Лей, Вилли (ноябрь 1948 г.). «Кирпичная стена» в небе». Astounding Science Fiction . стр. 78–99.
  12. ^ Джордан, Кори С. «Удивительный Джордж Уэлч, часть вторая, первый сквозь звуковую стену» Архивировано 25.03.2012 на Wayback Machine . Самолеты и пилоты Второй мировой войны , 1998–2000. Получено: 12 июня 2011 г.
  13. ↑ Испытания на сжимаемость при пикировании на самолете North American P-51D («Мустанг IV») AAF No.44-14134 (технический отчет). Райт-Филд. 9 октября 1944 г.
  14. ^ Spitfire – Типичное высокоскоростное пикирование. Архивировано 24 сентября 2015 г. на Wayback Machine . spitfireperformance.com.
  15. ^ Дик, Стивен Дж., ред. (2010). Первые 50 лет НАСА: исторические перспективы (PDF) . Типография правительства США. ISBN 978-0-16-084965-7. Архивировано (PDF) из оригинала 2017-12-25 . Получено 2017-07-12 .
  16. ^ Мутке, Ганс Гвидо. "Неизвестный пилот". Архивировано из оригинала 6 февраля 2005 г.
  17. ^ abc "Пилот нацистской эпохи говорит, что он первым преодолел звуковой барьер". news24 . 12 августа 2001 г. Архивировано из оригинала 20 марта 2017 г. Получено 3 сентября 2015 г.
  18. ^ "Me 262 и звуковой барьер". Архивировано 2016-03-05 на Wayback Machine aerospaceweb.org . Получено: 30 августа 2010 г.
  19. ^ аб Шульц, Матиас (19 февраля 2001 г.). «Фламменритт убер дем Мур». Дер Шпигель . Архивировано из оригинала 25 сентября 2015 года . Проверено 3 сентября 2015 г.
  20. ^ "Пилот утверждает, что первым преодолел звуковой барьер". USA Today . 19 июня 2001 г. Архивировано из оригинала 2016-03-04 . Получено 2015-09-03 .
  21. ^ Касманн, Фердинанд CW (1999) Die schnellsten Jets der Welt (на немецком языке). Берлин: Aviatic-Verlag GmbH. стр. 17, 122. ISBN 3-925505-26-1 . 
  22. ↑ Даннинг, Брайан (19 мая 2009 г.). «Skeptoid #154: Был ли Чак Йегер первым, кто преодолел звуковой барьер?». Skeptoid . Получено 22 июня 2017 г. .
  23. ^ Дюрант, Фредерик К. и Джордж С. Джеймс. «Ранние эксперименты с прямоточными воздушно-реактивными двигателями в полете». Первые шаги к космосу: Труды Первого и Второго исторических симпозиумов Международной академии астронавтики в Белграде, Югославия, 26 сентября 1967 г. Вашингтон, округ Колумбия: Smithsonian Institution Press, 1974.
  24. ^ https://www.researchgate.net/publication/288803814_On_the_aerodynamics_of_the_Miles_M52_E2443_-_A_historical_perspective стр.137
  25. ^ «Проект отменен — катастрофа заброшенных британских авиационных проектов», Вуд, ISBN 1 85488 026 8 , 1990, стр. 20 
  26. ↑ Браун, Эрик (август–ноябрь 1980 г.). «Майлз М.52: Сверхзвуковая мечта». Air Enthusiast Thirteen . ISSN  0143-5450.
  27. ^ Бимонт, Роланд . Тестирование ранних реактивных самолетов . Лондон: Airlife, 1990. ISBN 1-85310-158-3 . 
  28. ^ "Miles on Supersonic Flight". История авиации : 355. 3 октября 1946 г. Архивировано из оригинала 5 сентября 2018 г. Получено 23 ноября 2013 г.
  29. ^ Бринкворт, Б. Дж. (2010). «Об аэродинамике Miles M.52 (E.24/43) – историческая перспектива». The Aeronautical Journal . 114 (1153): 154. doi :10.1017/S0001924000003602.
  30. ^ Уоткинс, Дэвид (1996), de Havilland Vampire: Полная история , Thrupp, Глостершир: Budding Books, стр. 40, ISBN 1-84015-023-8 . 
  31. ↑ Ривас, Брайан и Буллен, Энни (1996), Джон Дерри: История первого британского пилота сверхзвукового самолета , Уильям Кимбер, ISBN 0-7183-0099-8 . 
  32. ^ Вуд, Дерек (1975). Проект отменен . Индианаполис: The Bobbs-Merrill Company Inc. стр. 36. ISBN 0-672-52166-0 . 
  33. ↑ Бэнкрофт, Деннис. «Быстрее звука». Архивировано 29 августа 2017 г. на Wayback Machine . Транскрипты NOVA , PBS, дата выхода в эфир: 14 октября 1997 г. Получено: 26 апреля 2009 г.
  34. ^ Вагнер, Рэй (1963). Североамериканская сабля . Лондон: Macdonald. С. 17.
  35. ^ "Collier 1940-1949 Recipients". naa.aero . Получено 7 декабря 2021 г. .
  36. ↑ Журнал, Смитсоновский институт; Хендри, Эрика Р. «Сегодня в истории: Джеки Кокран преодолевает звуковой барьер». Журнал Смитсоновского института .
  37. ^ "Сенат США: Маха-Бастер Мэгги: сверхзвуковой сенатор из Мэна". www.senate.gov .
  38. ^ Библиотеки, Лидс (2022-03-03). "Удивительная карьера авиационного корреспондента, автора и журналиста Аллена Роули". Секретная библиотека | Блог наследия библиотек Лидса . Получено 24.12.2022 .
  39. ^ ab Wasserzieher, Bill (август 2011 г.). «Я был там: когда DC-8 стал сверхзвуковым». Air & Space Magazine . Архивировано из оригинала 11 мая 2014 г. Получено 3 февраля 2017 г.
  40. ^ barrier/source.html "Звуковой барьер". DiracDelta.co.uk: Энциклопедия науки и техники . Получено: 14 октября 2012 г.
  41. ^ «Посмотрите, что подпитывает возвращение сверхзвуковых пассажирских рейсов». Washington Post . 2024-03-18 . Получено 2024-05-17 .
  42. ^ "Пассажирский самолет Douglas преодолевает звуковой барьер" Архивировано 26 октября 2006 г. на Wayback Machine . dc8.org . Получено: 30 августа 2010 г.
  43. ^ "Сани с ракетным двигателем движутся по рельсам в Мьюроке" Архивировано 22 марта 2011 г. на Wayback Machine . Universal International News , 22 января 1948 г. Получено: 9 сентября 2011 г.
  44. ^ "NASA Timeline" Архивировано 20 октября 2012 г. на Wayback Machine . NASA . Получено: 9 сентября 2011 г.
  45. ^ ab Sunseri, Gina и Kevin Doak. «Феликс Баумгартнер: Сорвиголова приземляется на Земле после рекордного сверхзвукового прыжка». Архивировано 11 ноября 2020 г. на Wayback Machine . ABC News , 14 октября 2012 г.
  46. ↑ Джон Маркофф. «Алан Юстас прыгает из стратосферы, побив мировой рекорд Феликса Баумгартнера». Архивировано 16 июня 2019 г. в Wayback Machine . New York Times . 24 октября 2014 г.
  47. ^ «Записи Баумгартнера ратифицированы FAI!». FAI . 22 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 2 марта 2013 г. Получено 26 октября 2014 г.
  48. ^ "Алан Юстас, D-7426, лучший мировой рекорд по прыжкам с большой высоты". Ассоциация парашютистов США . 24 октября 2014 г. Архивировано из оригинала 3 октября 2015 г. Получено 26 октября 2014 г.

Библиография

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Звуковой барьер.