La zvučna barijera To je fizički fenomen koji se odnosi na graničnu brzinu kojom se objekt može kretati u datom mediju bez prekoračenja brzine zvuka u tom mediju. Razlikuje se u zavisnosti od uslova okoline, kao što su temperatura i nadmorska visina. Mnogi ljudi su već dugo zainteresovani za ovu temu.
Stoga ćemo ovaj članak posvetiti tome da vam kažemo šta je zvučna barijera, njene karakteristike i važnost. Saznajte više o Brzina zvuka je od suštinskog značaja za razumevanje ovog fenomena.
Glavne karakteristike
Kada se objekt kreće brzinom jednakom ili manjom od brzine zvuka, zvučni valovi koje emituje mogu se širiti kroz medij bez ikakvih problema. Međutim, kada se predmet počne kretati brže od brzine zvuka, dolazi do nakupljanja zvučnih talasa ispred objekta koji se kreće. Ovo je direktno povezano sa istorijom avijacije i tehnološkim napretkom koji je omogućio prevazilaženje ovog fenomena, kao što je pomenuto u evolucija modernog vazduhoplovstva.
Ova akumulacija talasa stvara visok pritisak u regionu koji se naziva "udarni talas". Udarni val je koncentracija energije koja se formira oko objekta kada dostigne ili premaši brzinu zvuka. Da bismo razumeli ovaj fenomen, preporučljivo je razmotriti kako avion utiče na životnu sredinu, budući da nadzvučni avioni stvaraju posebnosti u svom okruženju i njihovom odnosu sa temperatura i klima.
Kada objekat probije zvučnu barijeru, dešava se događaj poznat kao "zvučni bum". Ovaj događaj karakterizira glasna i prepoznatljiva buka, slična eksploziji ili grmljavini. Zvučni udar je uzrokovan iznenadnim oslobađanjem energije pohranjene u udarnom valu dok objekt prolazi kroz njega.
Važno je to napomenuti zvučni bum nije štetan sam po sebi, ali može uzrokovati nelagodu ljudima na zemlji. Zbog toga mnoga područja imaju propise i ograničenja za letove nadzvučnih aviona u blizini naseljenih mjesta. Analiza je ključna u ovom kontekstu.
Neka istorija
Vratimo se nekoliko godina unazad. Tokom Drugog svetskog rata, svet avijacije je revolucionisan razvojem prvih mlaznih motora. Ovi avioni su sposobni da lete više i brže. Kako se tehnologija razvijala, ništa se nije činilo kao da može poboljšati brzinu dok se zvučna barijera ne sazna. Ova faza istorije pokazuje kako je aeronautički inženjering evoluirao prevazilaženjem ovog izazova, koji vredi razmotriti kada se razmišlja o inovacije u avijaciji.
Brzo su shvatili da bez obzira na to koliko su snažni novi motori, ne mogu se približiti brzini zvuka: s jedne strane, gubit će snagu kako se motori približavaju 1 Mahu, a s druge strane, zbog udara talasa. U to vrijeme se vjerovalo da je brzina zvuka nenadmašna, fizički nepobjediva. Otuda i naziv "zvučna barijera".
U oktobru 1947. prvi avion koji je probio zvučnu barijeru bio je eksperimentalni X-1, koji je bio posebno dizajniran za njega. Štaviše, to je bio prvi avion u Sjedinjenim Državama posvećen istraživanju u oblasti aeronautike i postavio presedan, što je rezultiralo inventarom od više od 50 „X-aviona“. Ovo napredovanje obilježilo je prije i poslije u avijaciji. Zanimljivo, prva osoba koja je letjela brže od 1 maha bio je Chuck Yeager, bivši pilot USAF-a koji je osvojio brojne nagrade za svoje zračne borbe tokom Drugog svjetskog rata. X-1 je dokazao da je supersonična brzina fizički moguća.
Udarni talasi i zvučna barijera
Da bismo razumjeli eksponencijalno povećanje aerodinamičkog otpora, moramo razumjeti šta su udarni valovi. Ovaj fenomen nastaje zbog dramatičnih promjena u tlaku zraka. Evo jednostavnog primjera: ako imate kantu punu vode, otvorite dlan i snažno udarite u vodu, čut ćete glasno „pljusak”. Ako ponovite eksperiment, ali se samo igrate vrhovima prstiju, ne samo da vas neće boljeti, već nećete čuti nikakve glasne zvukove.
Razlog je što je velika površina pokrivena rukom i česticama vode u području udara nemaju ni prostora ni vremena da "pobjegnu" pa voda daje osjećaj "otvrdnjavanja". To se također može vidjeti u načinu na koji udarni valovi djeluju u zračnom okruženju, što mijenja naše razumijevanje otpora leta, nešto što može biti od interesa prilikom proučavanja .
Kada isto uradite sa prstima, voda se prilagođava udaru i taloži se oko prstiju bez buke i bola. Ista stvar se dešava i sa vazduhom: kada leti podzvučnim brzinama, vazduh ima vremena da se kreće i poprimi oblik letelice koja prolazi kroz njega. Tokom nadzvučnog leta, avion je nepovratno "udario" u vazduh, stvarajući ogromne promene pritiska. Ovo je poznato kao udarni talas i odgovoran je za dramatično povećanje aerodinamičkog otpora. Dakle, svi nadzvučni avioni prate isti obrazac: tanak trup, zamašena krila i vrlo oštar nos.
Mitovi i istine o zvučnoj barijeri
Postoji mnogo mitova oko zvučne barijere. Hajde da analiziramo neke od njih sa istinom u nastavku:
Mit: Ako neki predmet probije zvučnu barijeru, eksplodiraće.
Istina: To nije istina. Iako prolazak objekta kroz zvučnu barijeru može uzrokovati zvučni udar, to ne znači da će objekt eksplodirati. Struktura objekta je dizajnirana da izdrži sile nastale tokom ovog procesa.
Mit: Zvučna barijera je fizički zid.
Istina: Zvučna barijera nije čvrsta fizička barijera. To je pojam koji opisuje brzinu kojom se zvučni valovi akumuliraju i stvaraju udarni val. To je fenomen koji se odnosi na širenje zvuka u određenom mediju.
Mit: Supersonični avioni uvijek probijaju zvučnu barijeru kada lete.
Istina: Nije neophodno da supersonični avion stalno probija zvučnu barijeru. Supersonični avioni mogu da lete i ispod i iznad brzine zvuka, u zavisnosti od uslova i ciljeva leta. Tek kada pređu brzinu zvuka, generira se zvučni udar.
mito: Zvučni bum je opasan za ljude na zemlji.
IstinaSam zvučni bum nije opasan. Međutim, to može biti neugodno i uznemirujuće za ljude na terenu. Glasna, iznenadna buka može uzrokovati smetnje i smetnje u stambenim i urbanim područjima, što je dovelo do nametanja propisa i ograničenja za nadzvučne letove u blizini naseljenih mjesta. Rasprava o atmosferske pojave Takođe uključuje razmatranja o buci koja utiče na zajednice.
mito: Samo avioni mogu probiti zvučnu barijeru.
Istina: Iako su avioni najčešće prevozno sredstvo povezano sa zvučnom barijerom, oni nisu jedini koji je mogu savladati. Druga vozila, kao što su rakete, projektili i projektili, također mogu probiti zvučnu barijeru kada dostignu nadzvučne brzine.
Nadam se da ćete uz ove informacije saznati više o zvučnoj barijeri i njenim karakteristikama.
