Seguramente muchos han oído hablar de la misteriosa barrera del sonido que superan los luchadores y bombarderos, así como de los misiles supersónicos. ¿Qué es esta barrera, se puede ver visualmente y cuál es la causa del fuerte sonido explosivo?
¿Qué es una barrera de sonido?
Barrera del sonido en el campo de la aerodinámica: estas son dificultades técnicas que surgen como resultado de fenómenos asociados con el movimiento de una aeronave a una velocidad igual o mayor que la velocidad del sonido.
Debe comprender que este no es un obstáculo real que un avión debe superar, como una especie de muro invisible, sino más bien un concepto abstracto. Surgió en un momento en que la aviación solo pensaba en aviones que pueden viajar a alta velocidad, supersónicos. Muchos incluso insistieron en la inalcanzabilidad de tales resultados.
¿Cuál es la velocidad del sonido?
La velocidad del sonido es la velocidad con la que las ondas elásticas se propagan en un medio particular. Este indicador varía según el entorno. Por ejemplo, la velocidad del sonido en el aire - 331 m / so 1191.6 km / h.
Superando la velocidad del sonido
¿Cómo se supera la barrera del sonido? El avión despega y gradualmente acelera más y más. Una corriente de aire supersónico fluye a su alrededor, como resultado de lo cual se forma un arco en la nariz. onda de choque. Puede haber varios, dependiendo de la forma del avión.
En esta área, la presión y la densidad del aire aumentan bruscamente. En un momento en que el avión excede la velocidad del sonido, pasa a través de esta área y aparece un fuerte sonido pop, que parece un disparo. El piloto en la cabina no escucha ningún sonido: aprende a superar la barrera del sonido solo con sensores especiales. Los cambios en la gestión de la aeronave también son notables.
Un pop explosivo fuerte es un boom sónico. Se puede escuchar parado en la superficie de la tierra cuando el avión vuela a velocidades supersónicas cercanas. Las ondas de choque que forma pueden representarse visualmente en forma de cono que acompaña al avión. La parte superior del cono se encuentra en la proa. Las olas se propagan a través de largas distancias.
El rumor de una persona parada en el suelo recoge los límites de un cono imaginario dado. Un salto brusco en la presión se percibe como algodón explosivo. Desde el momento de superar la barrera, un choque acústico acompaña constantemente al avión. Sin embargo, se escuchará algodón cada vez que vuela sobre un punto fijo en la superficie.
Como el avión se mueve más rápido que el sonido, primero el observador escuchará un estallido y solo después de eso, el ruido del motor.
Hecho interesante: la superación de la barrera del sonido a menudo se asocia con la aparición de una nube blanca en la sección de cola del avión. Sin embargo, no tiene nada que ver con la barrera del sonido. Estamos hablando del efecto Prandtl-Glauert: condensación de humedad inmediatamente detrás de un avión en movimiento.
Problemas de vuelo supersónico
No importa cuán normal acelere un avión, no podrá volar a velocidad supersónica durante mucho tiempo. Los aviones subsónicos son más suaves y redondeados. Y al volar a velocidades supersónicas, surgen otras condiciones aerodinámicas.
La resistencia del aire aumenta bruscamente, el cuerpo del avión se calienta debido a la fricción. Como resultado, una aeronave ordinaria perderá el control estable y puede comenzar a colapsar en el aire.
La aviación supersónica desarrollada activamente comenzó en los años 50-60. El primer avión supersónico que se produjo en masa fue el caza norteamericano F-100 Super Sabre. Este modelo voló por primera vez en 1953.
Avión supersónico creado y de pasajeros, que realizaba vuelos regulares. Pero solo había 2 de ellos: el Tu-144 soviético y el Concorde inglés-francés.
La ventaja de tales aviones es superar largas distancias en un corto período de tiempo. Además, un avión supersónico se mueve a mayor altitud que los convencionales. En consecuencia, el espacio aéreo no está cargado. Pero su uso pronto fue abandonado debido a varias deficiencias:
- onda de choque;
- alto consumo de combustible;
- complejidad de la operación;
- ruido sobre el aeródromo.
Un golpe fuerte es un salto brusco de presión frente al avión, que ocurre cuando el avión comienza a moverse a velocidad supersónica (supera la barrera del sonido). La onda de choque frente al avión se propaga en forma de cono. Una persona que observa el vuelo de un avión escucha un estallido cuando esta ola lo alcanza, y solo después de eso puede funcionar el motor. La onda de choque acompaña constantemente al avión a velocidad supersónica.Sin embargo, los estallidos se escucharán solo durante el paso del avión en cierto punto, cerca del observador.
