Mitä ajattelemme, kun kuulemme ilmaisun "äänisulku"? Tietty raja ja este, jonka ylittäminen voi vaikuttaa vakavasti kuuloon ja hyvinvointiin. Yleensä äänivalvonta liittyy ilmatilan valloittamiseen ja lentäjän ammattiin.
Tämän esteen ylittäminen voi aiheuttaa kroonisten sairauksien, kipuoireyhtymien ja allergisten reaktioiden kehittymistä. Ovatko nämä käsitykset oikeita vai ovatko ne stereotypioita? Onko niillä faktapohjaa? Mikä on äänieristys? Miten ja miksi se ilmenee? Kaiken tämän ja joitain muita vivahteita sekä tähän käsitteeseen liittyviä historiallisia faktoja yritämme selvittää tässä artikkelissa.
Tämä mystinen tiede on aerodynamiikka
Aerodynamiikan tieteessä, joka on suunniteltu selittämään
ilma-aluksen liikkeisiin liittyviä ilmiöitä, on käsite "ääniesto". Tämä on riviilmiöt, joita esiintyy yliäänilentokoneiden tai ohjusten liikkeen aikana, jotka liikkuvat lähellä äänennopeutta tai sitä suuremmalla nopeudella.
Mikä on shokkia alto?
Laitteen ympärillä kulkevan yliäänivirran aikana tuulitunneliin syntyy shokkia alto. Sen jäljet voidaan nähdä jopa paljaalla silmällä. Maassa ne on merkitty keltaisella viivalla. Iskuaallon kartion ulkopuolella, keltaisen viivan edessä, maassa konetta ei edes kuulu. Äänen ylittävällä nopeudella kehot altistetaan virtaukselle äänivirran ympärillä, mikä aiheuttaa shokkiaallon. Niitä voi olla useampi kuin yksi, riippuen kehon muodosta.
Shokkiaallon muunnos
Shokkiaallon etuosan, jota joskus kutsutaan iskua altoksi, paksuus on melko pieni, mikä kuitenkin mahdollistaa virtauksen ominaisuuksien äkillisten muutosten jäljittämisen, sen nopeuden pienenemisen suhteessa runko ja vastaava nousu virtauksessa olevan kaasun paineessa ja lämpötilassa. Tässä tapauksessa kineettinen energia muunnetaan osittain kaasun sisäiseksi energiaksi. Näiden muutosten määrä riippuu suoraan yliäänivirran nopeudesta. Kun iskua alto siirtyy pois laitteesta, paine laskee ja iskua alto muuttuu ääneksi. Hän voi tavoittaa ulkopuolisen tarkkailijan, joka kuulee ominaisen räjähdystä muistuttavan äänen. Tämän uskotaan osoittavan, että laite on saavuttanut äänennopeuden, kun ääniv altio jää koneen taakse.
Mitä todella tapahtuu?
Nin sanottu hetkiÄänivallin ylittäminen käytännössä on iskuaallon läpikulku lentokoneiden moottoreiden kasvavan jyrinän myötä. Nyt laite on mukana tulevaa ääntä edellä, joten sen jälkeen kuuluu moottorin huminaa. Lentokoneen nopeuden lähestyminen äänen nopeuteen tuli mahdolliseksi toisen maailmansodan aikana, mutta samaan aikaan lentäjät havaitsivat hälytyssignaaleja lentokoneiden toiminnassa.
Sodan päättymisen jälkeen monet lentokoneiden suunnittelijat ja lentäjät yrittivät saavuttaa äänennopeuden ja murtaa äänivallin, mutta monet näistä yrityksistä päättyivät traagisesti. Pessimistiset tiedemiehet väittivät, että tätä rajaa ei voitu ylittää. Ei suinkaan kokeellisesti, vaan tieteellisesti, oli mahdollista selittää "ääniesteen" luonne ja löytää keinoja sen ylittämiseen.
Johdettuja suosituksia turvalliseen lentämiseen
Turvalliset lennot transonisilla ja yliäänenopeuksilla ovat mahdollisia, jos vältetään a altokriisi, jonka esiintyminen riippuu lentokoneen aerodynaamisista parametreista ja lennon korkeudesta. Siirtyminen nopeustasolta toiselle tulee suorittaa mahdollisimman nopeasti jälkipolttimella, mikä auttaa välttämään pitkän lennon a altokriisivyöhykkeellä. A altokriisi käsitteenä tuli vesiliikenteestä. Se syntyi laivojen liikkuessa nopeudella, joka on lähellä a altojen nopeutta veden pinnalla. A altokriisiin joutumiseen liittyy nopeuden lisäämisen vaikeus, ja jos a altokriisistä selviytyminen on mahdollisimman helppoa, voit saavuttaahöyläys tai liukutila veden pinnalla.
Historia lentokonehallinnassa
Ensimmäinen henkilö, joka saavuttaa yliääninopeuden kokeellisella lentokoneella, on amerikkalainen lentäjä Chuck Yeager. Hänen saavutuksensa on merkitty historiaan 14. lokakuuta 1947. Neuvostoliiton alueella äänivallin ylittivät 26. joulukuuta 1948 Sokolovsky ja Fedorov, jotka lensivät kokeneella hävittäjällä.
Siviilikoneista Douglas DC-8 -matkustajalinja rikkoi ensimmäisenä äänivallin, joka saavutti 21. elokuuta 1961 nopeuden 1,012 Machia eli 1262 km/h. Tehtävänä oli kerätä tietoa siipien suunnittelua varten. Lentokoneista maailmanennätyksen teki Venäjän armeijan palveluksessa oleva hypersonic ilma-maa-aeroballistinen ohjus. 31,2 kilometrin korkeudessa raketti saavutti 6389 km/h nopeuden.
50 vuotta äänivallin rikkomisen jälkeen englantilainen Andy Green teki samanlaisen saavutuksen autossa. Vapaassa pudotuksessa ennätystä yritti rikkoa amerikkalainen Joe Kittinger, joka valloitti 31,5 kilometrin korkeuden. Tänään, 14. lokakuuta 2012, Felix Baumgartner teki maailmanennätyksen ilman ajoneuvon apua vapaassa pudotuksessa 39 kilometrin korkeudesta murtaen äänivallin. Samaan aikaan sen nopeus saavutti 1342,8 kilometriä tunnissa.
Epätavallisin äänivallin rikkoutuminen
Oudosta ajatella, mutta maailman ensimmäinen keksintö,Tämän rajan ylittäminen oli tavallinen piiska, jonka muinaiset kiinalaiset keksivät lähes 7 tuhatta vuotta sitten. Melkein ennen kuin pikavalokuvaus keksittiin vuonna 1927, kukaan ei epäillyt, että piiskan räjähdys oli miniatyyri äänibuumi. Terävä heilautus muodostaa silmukan, ja nopeus kasvaa jyrkästi, mikä vahvistaa napsautuksen. Äänivalli ylitetään noin 1200 km/h nopeudella.
meluisimman kaupungin mysteeri
Ei ihme, että pienten kaupunkien asukkaat järkytyvät nähdessään pääkaupungin ensimmäistä kertaa. Liikenneyhteyksien runsaus, sadat ravintolat ja viihdekeskukset hämmentävät ja hämmentävät. Pääkaupungissa kevään alkua ajoitetaan yleensä huhtikuuhun, ei kapinalliseen lumimyrskymaaliskuuun. Huhtikuussa taivas on kirkas, purot juoksevat ja silmut avautuvat. Pitkään talveen kyllästyneet ihmiset avaavat ikkunansa leveästi aurinkoon päin, ja taloihin tunkeutuu kadun melu. Linnut visertävät kadulla, taiteilijat laulavat, iloiset opiskelijat lausuvat runoja, puhumattakaan liikenneruuhkien ja metron melusta. Hygieniaosastojen työntekijät huomauttavat, että meluisassa kaupungissa pitkään oleminen on epäterveellistä. Pääkaupungin äänitausta koostuu liikenteestä, ilma-, teollisuus- ja kotitalousäänistä. Haitallisinta on vain automelu, sillä koneet lentävät riittävän korkealla ja yritysten melu liukenee niiden rakennuksiin. Autojen jatkuva humina erityisen vilkkailla moottoriteillä ylittää kaikki sallitut normit kahdesti. Miten äänimuuri ylitetään pääkaupungissa? Moskova on vaarallinen äänien runsauden vuoksi, joten pääkaupungin asukkaat asentavat kaksinkertaisia ikkunoita vaimentamaan melua.
Miten äänivalvonta rikotaan?
Vuoteen 1947 asti ei ollut todellista tietoa ääntä nopeammin lentävän lentokoneen ohjaamossa olevan henkilön hyvinvoinnista. Kuten kävi ilmi, äänivallin murtaminen vaatii tiettyä voimaa ja rohkeutta. Lennon aikana käy selväksi, että selviytymisestä ei ole takeita. Edes ammattilentäjä ei voi varmuudella sanoa, kestääkö koneen rakenne elementtien hyökkäyksen. Muutamassa minuutissa kone voi yksinkertaisesti hajota. Mikä selittää tämän? On huomattava, että aliääninopeudella tapahtuva liike luo akustisia a altoja, jotka leviävät kuin ympyrät kaatuneesta kivestä. Yliääninopeus herättää shokkia altoja, ja maassa seisova ihminen kuulee räjähdyksen k altaisen äänen. Ilman tehokkaita tietokoneita monimutkaisten differentiaaliyhtälöiden ratkaiseminen oli vaikeaa, ja tuulitunneleissa piti luottaa puhallusmalleihin. Joskus ilma-aluksen riittämättömällä kiihtyvyydellä iskua alto saavuttaa niin voimakkaan, että ikkunat lentävät ulos taloista, joiden yli lentokone lentää. Kaikki eivät pysty ylittämään äänisulkua, koska tällä hetkellä koko rakenne tärisee, laitteen kiinnitykset voivat vaurioitua merkittävästi. Siksi hyvä terveys ja emotionaalinen vakaus ovat lentäjille erittäin tärkeitä. Jos lento on sujuvaa ja äänivalli ylitetään mahdollisimman nopeasti, ei lentäjä tai mahdolliset matkustajat koe erityisen epämiellyttäviä tuntemuksia. Erityisesti äänivallin valloitusta varten rakennettiin tutkimuslentokone tammikuussa 1946. Koneen luominen olialoitettiin puolustusministeriön määräyksestä, mutta aseiden sijaan se oli täytetty tieteellisillä laitteilla, jotka valvoivat mekanismien ja laitteiden toimintaa. Tämä lentokone oli kuin moderni risteilyohjus sisäänrakennetulla rakettimoottorilla. Lentokone rikkoi äänivallin maksiminopeudella 2736 km/h.
Sanaliset ja aineelliset monumentit äänen nopeuden valloittamiselle
Saavutuksia äänivallin murtamisessa arvostetaan nykyään suuresti. Joten kone, jolla Chuck Yeager ensimmäisen kerran voitti sen, on nyt esillä National Air and Space Museumissa, joka sijaitsee Washingtonissa. Mutta tämän ihmiskeksinnön tekniset parametrit olisivat vähän arvokkaita ilman lentäjän itsensä ansioita. Chuck Yeager kävi lentokoulun ja taisteli Euroopassa, minkä jälkeen hän palasi Englantiin. Epäreilu lentokielto ei rikkonut Yeagerin henkeä, ja hän sai nimityksen Euroopan joukkojen ylipäälliköksi. Sodan loppua edeltävinä vuosina Yeager osallistui 64 lentokoneeseen, joiden aikana hän ampui alas 13 lentokonetta. Chuck Yeager palasi kotimaahansa kapteenin arvolla. Hänen ominaisuutensa osoittavat ilmiömäistä intuitiota, uskomatonta m alttia ja kestävyyttä kriittisissä tilanteissa. Useammin kuin kerran Yeager teki ennätyksiä koneessaan. Hänen myöhempi uransa oli ilmavoimissa, jossa hän koulutti lentäjiä. Viimeksi Chuck Yeager mursi äänivallin 74-vuotiaana, mikä oli hänen lentohistoriansa 50-vuotispäivänä ja vuonna 1997.
Lentokoneiden tekijöiden monimutkaiset tehtävätlaitteet
Maailmankuulua MiG-15-lentokonetta alettiin luoda sillä hetkellä, kun kehittäjät ymmärsivät, että on mahdotonta perustua pelkästään äänivallin rikkomiseen, mutta monimutkaiset tekniset ongelmat pitäisi ratkaista. Tuloksena kone syntyi niin menestyksekkäästi, että sen muutokset otettiin käyttöön eri maissa. Useat eri suunnittelutoimistot joutuivat eräänlaiseen kilpailutaisteluun, jonka palkintona oli patentti menestyneimmälle ja toimivimmalle lentokoneelle. Kehitetty lentokoneita pyyhkäisy siivet, mikä oli vallankumous niiden suunnittelussa. Ihanteellisen laitteen tulee olla tehokas, nopea ja uskomattoman kestävä ulkoisia vaurioita vastaan. Lentokoneen pyyhkäisyistä siiveistä tuli elementti, joka auttoi niitä kolminkertaistamaan äänennopeuden. Lisäksi lentokoneen nopeus jatkoi nousuaan, mikä selittyy moottoritehon kasvulla, innovatiivisten materiaalien käytöllä ja aerodynaamisten parametrien optimoinnilla. Äänivallin rikkominen on tullut mahdolliseksi ja todelliseksi myös ei-ammattilaiselle, mutta vaarattomammaksi se ei sen vuoksi muutu, joten jokaisen äärimmäisen etsijän tulee harkita järkevästi vahvuuksiaan ennen kuin päättää tällaiseen kokeiluun.
