اولین کسی در جهان که سرعت صوت را شکست. کدام خلبان اولین کسی بود که سد مافوق صوت را شکست. عبور از دیوار صوتی با هواپیما

دیوار صوتی در آیرودینامیک نام تعدادی پدیده است که با حرکت هواپیما (مثلاً یک هواپیمای مافوق صوت، یک موشک) با سرعت نزدیک یا بیش از سرعت صوت همراه است.

هنگامی که یک جریان گاز مافوق صوت در اطراف یک جسم جامد جریان دارد، یک موج ضربه ای (گاهی بیش از یک، بسته به شکل جسم) در لبه اصلی آن تشکیل می شود. این عکس امواج ضربه ای را نشان می دهد که در نوک بدنه مدل، در لبه های جلویی و انتهایی بال و در انتهای عقب مدل ایجاد شده است.

در قسمت جلوی یک موج شوک (گاهی اوقات موج ضربه ای نیز نامیده می شود)، که ضخامت بسیار کمی دارد (کسری از میلی متر)، تغییرات اساسی در خواص جریان تقریباً ناگهانی رخ می دهد - سرعت آن نسبت به بدن کاهش می یابد و تبدیل می شود. مادون صوت، فشار در جریان و دمای گاز به طور ناگهانی افزایش می یابد. بخشی از انرژی جنبشی جریان به انرژی داخلی گاز تبدیل می شود. همه این تغییرات هر چه سرعت جریان مافوق صوت بیشتر باشد بیشتر می شود. در سرعت های مافوق صوت (5 ماخ و بالاتر)، دمای گاز به چند هزار درجه می رسد که برای وسایل نقلیه ای که با چنین سرعتی حرکت می کنند، مشکلات جدی ایجاد می کند (به عنوان مثال، شاتل کلمبیا در 1 فوریه 2003 به دلیل آسیب به پوسته محافظ حرارتی سقوط کرد. در طول پرواز رخ داده است).

وقتی این موج به ناظری که مثلاً روی زمین قرار دارد می رسد، صدای بلندی شبیه انفجار می شنود. یک تصور غلط رایج این است که این نتیجه رسیدن هواپیما به سرعت صوت یا "شکستن دیوار صوتی" است. در واقع در این لحظه یک موج ضربه ای از کنار ناظر عبور می کند که مدام هواپیما را در حال حرکت با سرعت مافوق صوت همراهی می کند. به طور معمول، بلافاصله پس از "پاپ"، ناظر می تواند صدای زمزمه موتورهای هواپیما را بشنود، که تا زمانی که موج ضربه ای رد نشود، شنیده نمی شود، زیرا هواپیما سریعتر از صداهایی که می دهد حرکت می کند. مشاهده بسیار مشابهی در طول پرواز مادون صوت رخ می دهد - هواپیمایی که بالای یک ناظر در ارتفاع بالا (بیش از 1 کیلومتر) پرواز می کند شنیده نمی شود، یا بهتر است بگوییم ما آن را با تاخیر می شنویم: جهت منبع صدا با جهت مطابقت ندارد. به هواپیمای قابل مشاهده برای یک ناظر از زمین.

از قبل در طول جنگ جهانی دوم، سرعت جنگنده ها به سرعت صوت نزدیک شد. در همان زمان، خلبانان گاهی اوقات شروع به مشاهده پدیده های غیرقابل درک در آن زمان می کردند و در هنگام پرواز با حداکثر سرعت، با ماشین هایشان اتفاق می افتاد. گزارش احساسی یک خلبان نیروی هوایی ایالات متحده به فرمانده خود، ژنرال آرنولد، حفظ شده است:
"آقا، هواپیماهای ما در حال حاضر بسیار سختگیر هستند. اگر خودروهایی با سرعت بالاتر ظاهر شوند، نمی‌توانیم با آنها پرواز کنیم. هفته گذشته یک Me-109 را در موستانگ خود پایین آوردم. هواپیمای من مانند یک چکش بادی تکان خورد و دیگر از سکان ها اطاعت نکرد. من نتوانستم او را از شیرجه بیرون بیاورم. درست سیصد متر از زمین، برای تسطیح ماشین مشکل داشتم...»

پس از جنگ، زمانی که بسیاری از طراحان هواپیما و خلبانان آزمایشی تلاش های مداوم برای رسیدن به علامت روانشناختی قابل توجه - سرعت صوت - انجام دادند، این پدیده های عجیب به یک هنجار تبدیل شد و بسیاری از این تلاش ها به طرز غم انگیزی پایان یافت. این باعث به وجود آمدن عبارت تا حدودی عرفانی "سد مانع صوتی" شد (فرانسوی mur du son، آلمانی Schallmauer - دیوار صوتی). بدبینان استدلال می کردند که نمی توان از این حد تجاوز کرد ، اگرچه علاقه مندان با به خطر انداختن جان خود بارها سعی کردند این کار را انجام دهند. توسعه ایده های علمی در مورد حرکت گاز مافوق صوت نه تنها توضیح ماهیت "سد صوتی" را امکان پذیر کرده است، بلکه ابزارهایی برای غلبه بر آن نیز پیدا کرده است.

حقایق تاریخی

* اولین خلبانی که در پرواز کنترل شده به سرعت مافوق صوت رسید، خلبان آزمایشی آمریکایی چاک یگر بر روی هواپیمای آزمایشی بل X-1 (با بال مستقیم و موتور موشک XLR-11) بود که در کم عمق به سرعت M = 1.06 رسید. شیرجه رفتن این در 14 اکتبر 1947 اتفاق افتاد.
* در اتحاد جماهیر شوروی، دیوار صوتی ابتدا در 26 دسامبر 1948 توسط سوکولوفسکی و سپس توسط فدوروف در پروازهای نزولی در جنگنده آزمایشی La-176 شکسته شد.
* اولین هواپیمای غیرنظامی که دیوار صوتی را شکست، هواپیمای مسافربری داگلاس دی سی-8 بود. در 21 اوت 1961، طی یک شیرجه کنترل شده از ارتفاع 12496 متری به سرعت 1.012 M یا 1262 کیلومتر در ساعت رسید.
* در 15 اکتبر 1997، 50 سال پس از شکستن دیوار صوتی در یک هواپیما، اندی گرین انگلیسی، دیوار صوتی را در Thrust SSC شکست.
* در 14 اکتبر 2012، فلیکس بامگارتنر اولین فردی بود که بدون کمک هیچ وسیله نقلیه موتوری، حین پریدن از ارتفاع 39 کیلومتری، دیوار صوتی را شکست. در سقوط آزاد به سرعت 1342.8 کیلومتر در ساعت رسید.

عکس:
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:F-18-diamondback_blast.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sonic_boom_cloud.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:F-14D_Tomcat_breaking_sound_barrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:B-1B_Breaking_the_sound_barrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transonic_Vapor_F-16_01.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FA-18F_Breaking_SoundBarrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Suponic_aircraft_breaking_sound_barrier.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FA18_faster_than_sound.jpg
* http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FA-18_Super_Hornet_VFA-102.jpg
* http://it.wikipedia.org/wiki/File:F-22_Supersonic_Flyby.jpg

با شنیدن عبارت "حداقل صوتی" چه چیزی را تصور می کنیم؟ یک حد معین می تواند به طور جدی بر شنوایی و سلامتی تأثیر بگذارد. معمولا دیوار صوتی با تسخیر حریم هوایی و

غلبه بر این مانع می تواند باعث ایجاد بیماری های قدیمی، سندرم های درد و واکنش های آلرژیک شود. آیا این ایده ها درست هستند یا نشان دهنده کلیشه های ثابت هستند؟ آیا آنها مبنای واقعی دارند؟ دیوار صوتی چیست؟ چگونه و چرا رخ می دهد؟ ما سعی خواهیم کرد در این مقاله همه اینها و برخی تفاوت های ظریف اضافی و همچنین حقایق تاریخی مربوط به این مفهوم را دریابیم.

این علم اسرارآمیز آیرودینامیک است

در علم آیرودینامیک، برای توضیح پدیده های همراه با حرکت طراحی شده است
هواپیما، مفهوم "حفاظ صوتی" وجود دارد. این مجموعه ای از پدیده هایی است که در طول حرکت هواپیماهای مافوق صوت یا موشک هایی که با سرعتی نزدیک یا بیشتر از سرعت صوت حرکت می کنند رخ می دهد.

موج شوک چیست؟

هنگامی که یک جریان مافوق صوت در اطراف یک وسیله نقلیه جریان دارد، یک موج ضربه ای در یک تونل باد ظاهر می شود. آثار آن حتی با چشم غیر مسلح نیز قابل مشاهده است. روی زمین آنها با یک خط زرد نشان داده می شوند. بیرون از مخروط موج ضربه، جلوی خط زرد، حتی نمی‌توانید صدای هواپیما را روی زمین بشنوید. در سرعت‌های بیش از صوت، اجسام در معرض جریانی از صدا قرار می‌گیرند که مستلزم یک موج ضربه‌ای است. بسته به شکل بدن ممکن است بیش از یک مورد وجود داشته باشد.

تبدیل موج شوک

جبهه موج ضربه ای، که گاهی اوقات موج شوک نامیده می شود، دارای ضخامت نسبتاً کمی است، که با این وجود امکان ردیابی تغییرات ناگهانی در خواص جریان، کاهش سرعت آن نسبت به بدنه و افزایش متناظر در جریان را ممکن می سازد. فشار و دمای گاز در جریان. در این حالت انرژی جنبشی تا حدی به انرژی داخلی گاز تبدیل می شود. تعداد این تغییرات مستقیماً به سرعت جریان مافوق صوت بستگی دارد. با دور شدن موج ضربه ای از دستگاه، افت فشار کاهش می یابد و موج ضربه ای به موج صوتی تبدیل می شود. این می تواند به یک ناظر خارجی برسد، که صدایی مشخص شبیه به انفجار را می شنود. عقیده ای وجود دارد که این نشان می دهد که دستگاه به سرعت صوت رسیده است، زمانی که هواپیما دیوار صوتی را پشت سر می گذارد.

واقعا چه خبر است؟

به اصطلاح لحظه شکستن دیوار صوتی در عمل نشان دهنده عبور یک موج ضربه ای با غرش فزاینده موتورهای هواپیما است. اکنون دستگاه از صدای همراه جلوتر است، بنابراین صدای زمزمه موتور پس از آن شنیده می شود. نزدیک شدن به سرعت صوت در طول جنگ جهانی دوم امکان پذیر شد، اما در همان زمان خلبانان به سیگنال های هشدار دهنده در عملکرد هواپیما اشاره کردند.

پس از پایان جنگ، بسیاری از طراحان و خلبانان هواپیما به دنبال رسیدن به سرعت صوت و شکستن دیوار صوتی بودند، اما بسیاری از این تلاش ها به طرز غم انگیزی پایان یافت. دانشمندان بدبین استدلال می کردند که نمی توان از این حد فراتر رفت. به هیچ وجه تجربی، بلکه علمی، می توان ماهیت مفهوم "حد صدا" را توضیح داد و راه هایی برای غلبه بر آن یافت.

پروازهای ایمن با سرعت فراصوت و مافوق صوت با اجتناب از بحران موجی امکان پذیر است که وقوع آن به پارامترهای آیرودینامیکی هواپیما و ارتفاع پرواز بستگی دارد. انتقال از یک سطح سرعت به سطح دیگر باید در سریع ترین زمان ممکن با استفاده از پس سوز انجام شود که به جلوگیری از پرواز طولانی در منطقه بحران موج کمک می کند. بحران موج به عنوان یک مفهوم از حمل و نقل آبی ناشی شد. زمانی پدید آمد که کشتی ها با سرعتی نزدیک به سرعت امواج روی سطح آب حرکت کردند. وارد شدن به یک بحران موجی مستلزم دشواری در افزایش سرعت است و اگر بحران موج را به ساده ترین شکل ممکن غلبه کنید، می توانید وارد حالت برنامه ریزی یا سر خوردن در امتداد سطح آب شوید.

تاریخچه در کنترل هواپیما

اولین فردی که در یک هواپیمای آزمایشی به سرعت پرواز مافوق صوت رسید خلبان آمریکایی چاک یگر بود. دستاورد او در تاریخ 14 اکتبر 1947 ثبت شد. در قلمرو اتحاد جماهیر شوروی، دیوار صوتی در 26 دسامبر 1948 توسط سوکولوفسکی و فدوروف که با یک جنگنده باتجربه پرواز می کردند شکسته شد.

در میان غیرنظامیان، هواپیمای مسافربری داگلاس دی سی-8 دیوار صوتی را شکست که در 21 آگوست 1961 به سرعت 1.012 ماخ یا 1262 کیلومتر در ساعت رسید. هدف از این پرواز جمع آوری داده ها برای طراحی بال بود. در بین هواپیماها، رکورد جهانی توسط موشک هوا به زمین مافوق صوت که در خدمت ارتش روسیه است، ثبت شد. این موشک در ارتفاع 31.2 کیلومتری به سرعت 6389 کیلومتر در ساعت رسید.

50 سال پس از شکستن دیوار صوتی در هوا، اندی گرین انگلیسی به دستاوردی مشابه در خودرو دست یافت. جو کیتینگر آمریکایی با رسیدن به ارتفاع 31.5 کیلومتری در سقوط آزاد سعی در شکستن رکورد داشت. امروز در 14 اکتبر 2012، فلیکس باومگارتنر بدون کمک وسیله نقلیه در سقوط آزاد از ارتفاع 39 کیلومتری و شکستن دیوار صوتی، رکورد جهانی را به نام خود ثبت کرد. سرعت آن به 1342.8 کیلومتر در ساعت می رسید.

غیر معمول ترین شکستن دیوار صوتی

فکر کردن عجیب است، اما اولین اختراع در جهان که بر این محدودیت غلبه کرد شلاق معمولی بود که تقریباً 7 هزار سال پیش توسط چینی های باستان اختراع شد. تقریباً تا زمان اختراع عکاسی فوری در سال 1927، هیچ کس مشکوک نبود که ترک یک شلاق یک بوم صوتی مینیاتوری است. یک چرخش تیز یک حلقه تشکیل می دهد و سرعت به شدت افزایش می یابد که با کلیک تأیید می شود. دیوار صوتی با سرعتی در حدود 1200 کیلومتر در ساعت شکسته می شود.

رمز و راز پر سر و صداترین شهر

جای تعجب نیست که ساکنان شهرهای کوچک با دیدن پایتخت برای اولین بار شوکه می شوند. وسایل نقلیه فراوان، صدها رستوران و مرکز تفریحی شما را گیج و ناآرام می کند. آغاز بهار در پایتخت معمولاً به‌جای مارس طغیان‌گر و کولاکی، به آوریل مربوط می‌شود. در ماه آوریل آسمان صاف، جویبارها جاری است و جوانه ها شکوفا می شوند. مردم خسته از زمستان طولانی پنجره هایشان را به سمت خورشید باز می کنند و سر و صدای خیابان به خانه هایشان می پیچد. پرندگان در خیابان به طرز کر کننده ای جیغ می زنند، هنرمندان آواز می خوانند، دانش آموزان شاد شعر می خوانند، البته به سر و صدایی که در ترافیک و مترو وجود دارد. کارمندان بخش بهداشت خاطرنشان می کنند که ماندن در یک شهر پر سر و صدا برای مدت طولانی برای سلامتی مضر است. پس زمینه صوتی پایتخت شامل حمل و نقل است،
سروصدای هوانوردی، صنعتی و خانگی. مضرترین سر و صدای ماشین است، زیرا هواپیماها بسیار بالا پرواز می کنند و سر و صدای شرکت ها در ساختمان های آنها حل می شود. غرش مداوم خودروها در بزرگراه های به خصوص شلوغ از همه استانداردهای مجاز دو برابر بیشتر است. پایتخت چگونه بر دیوار صوتی غلبه می کند؟ مسکو با صداهای فراوان خطرناک است، بنابراین ساکنان پایتخت برای خفه کردن صدا پنجره های دو جداره نصب می کنند.

دیوار صوتی چگونه طوفانی می شود؟

تا سال 1947، هیچ اطلاعات واقعی در مورد رفاه فردی در کابین خلبان هواپیمایی که سریعتر از صدا پرواز می کند، وجود نداشت. همانطور که مشخص است، شکستن دیوار صوتی به قدرت و شجاعت خاصی نیاز دارد. در طول پرواز، مشخص می شود که هیچ تضمینی برای زنده ماندن وجود ندارد. حتی یک خلبان حرفه ای نیز نمی تواند با اطمینان بگوید که آیا طراحی هواپیما در برابر حمله عناصر مقاومت می کند یا خیر. در عرض چند دقیقه، هواپیما می تواند به سادگی از هم بپاشد. چه چیزی این را توضیح می دهد؟ لازم به ذکر است که حرکت با سرعت مادون صوت امواج صوتی ایجاد می کند که مانند دایره هایی از یک سنگ افتاده پخش می شود. سرعت مافوق صوت امواج ضربه ای را تحریک می کند و فردی که روی زمین ایستاده صدایی شبیه به انفجار می شنود. بدون رایانه های قدرتمند، حل مسائل پیچیده دشوار بود و باید به مدل های دمیدن در تونل های باد تکیه کرد. گاهی اوقات که شتاب هواپیما ناکافی است، موج ضربه به حدی می رسد که پنجره ها از خانه هایی که هواپیما بر فراز آنها پرواز می کند به بیرون پرواز می کند. همه نمی توانند بر سد صوتی غلبه کنند، زیرا در این لحظه کل ساختار می لرزد و پایه های دستگاه می توانند آسیب قابل توجهی دریافت کنند. به همین دلیل است که سلامت و ثبات عاطفی برای خلبانان بسیار مهم است. اگر پرواز صاف باشد و مانع صوتی در سریع ترین زمان ممکن برطرف شود، نه خلبان و نه مسافران احتمالی هیچ احساس ناخوشایندی را احساس نمی کنند. یک هواپیمای تحقیقاتی به طور خاص برای شکستن دیوار صوتی در ژانویه 1946 ساخته شد. ایجاد این ماشین با دستور وزارت دفاع آغاز شد، اما به جای سلاح، با تجهیزات علمی که بر نحوه عملکرد مکانیسم ها و ابزار نظارت می کرد، پر شد. این هواپیما مانند یک موشک کروز مدرن با موتور موشک داخلی بود. این هواپیما با حداکثر سرعت 2736 کیلومتر در ساعت دیوار صوتی را شکست.

یادگارهای لفظی و مادی برای غلبه بر سرعت صوت

دستاوردهای شکستن دیوار صوتی هنوز هم امروزه بسیار ارزشمند است. بنابراین، هواپیمایی که چاک یگر برای اولین بار بر آن غلبه کرد، اکنون در موزه ملی هوا و فضا، که در واشنگتن قرار دارد، به نمایش گذاشته شده است. اما پارامترهای فنی این اختراع انسانی بدون شایستگی های خود خلبان ارزش کمی دارد. چاک یگر مدرسه پرواز را گذراند و در اروپا جنگید و پس از آن به انگلستان بازگشت. محرومیت ناعادلانه از پرواز روح یگر را نشکند و او با فرمانده کل نیروهای اروپایی پذیرایی کرد. در سالهای باقی مانده تا پایان جنگ، یگر در 64 ماموریت جنگی شرکت کرد و در طی آن 13 هواپیما را سرنگون کرد. چاک یگر با درجه کاپیتانی به کشورش بازگشت. ویژگی های او حاکی از شهود فوق العاده، خونسردی باورنکردنی و استقامت در شرایط بحرانی است. یگر بیش از یک بار در هواپیمای خود رکورد زده است. شغل بعدی او در یگان های نیروی هوایی بود و در آنجا خلبانان را آموزش داد. آخرین باری که چاک یگر دیوار صوتی را شکست 74 ساله بود که در پنجاهمین سالگرد تاریخ پرواز او و در سال 1997 بود.

وظایف پیچیده سازندگان هواپیما

ساخت هواپیمای مشهور جهانی MiG-15 در لحظه ای آغاز شد که توسعه دهندگان متوجه شدند که نمی توان تنها به شکستن دیوار صوتی تکیه کرد، اما باید مشکلات فنی پیچیده حل شود. در نتیجه، ماشینی به قدری موفق ایجاد شد که تغییرات آن در کشورهای مختلف وارد خدمت شد. چندین دفتر طراحی مختلف وارد نوعی مبارزه رقابتی شدند، جایزه ای که در آن ثبت اختراع برای موفق ترین و کاربردی ترین هواپیما بود. هواپیماهایی با بال های جارو شده ساخته شدند که انقلابی در طراحی آنها بود. دستگاه ایده آل باید قدرتمند، سریع و فوق العاده مقاوم در برابر هر گونه آسیب خارجی باشد. بال های جارو شده هواپیماها به عنصری تبدیل شد که به آنها کمک کرد سرعت صوت را سه برابر کنند. سپس به افزایش خود ادامه داد که با افزایش قدرت موتور، استفاده از مواد خلاقانه و بهینه سازی پارامترهای آیرودینامیکی توضیح داده شد. غلبه بر دیوار صوتی حتی برای افراد غیرحرفه‌ای نیز ممکن و واقعی شده است، اما این خطر آن را کم نمی‌کند، بنابراین هر علاقه‌مند به ورزش‌های شدید باید قبل از تصمیم‌گیری برای انجام چنین آزمایشی، قوت خود را به طور معقول ارزیابی کند.

(گاهی اوقات بیش از یک، بسته به فرم بدن). این عکس امواج ضربه ای را نشان می دهد که در نوک بدنه مدل، در لبه های جلویی و انتهایی بال و در انتهای عقب مدل ایجاد شده است.

در قسمت جلوی یک موج شوک (گاهی اوقات موج ضربه ای نیز نامیده می شود)، که ضخامت بسیار کمی دارد (کسری از میلی متر)، تغییرات اساسی در خواص جریان تقریباً ناگهانی رخ می دهد - سرعت آن نسبت به بدن کاهش می یابد و تبدیل می شود. مادون صوت، فشار در جریان و دمای گاز به طور ناگهانی افزایش می یابد. بخشی از انرژی جنبشی جریان به انرژی داخلی گاز تبدیل می شود. همه این تغییرات هر چه سرعت جریان مافوق صوت بیشتر باشد بیشتر می شود. در سرعت های مافوق صوت (5 ماخ و بالاتر)، دمای گاز به چند هزار درجه می رسد که برای وسایل نقلیه ای که با چنین سرعتی حرکت می کنند، مشکلات جدی ایجاد می کند (به عنوان مثال، شاتل کلمبیا در 1 فوریه 2003 به دلیل آسیب به پوسته محافظ حرارتی سقوط کرد. در طول پرواز رخ داده است).

قسمت جلویی موج ضربه ای با دور شدن از دستگاه، به تدریج شکل مخروطی تقریبا منظمی به خود می گیرد، با افزایش فاصله از بالای مخروط، افت فشار در سراسر آن کاهش می یابد و موج ضربه ای به یک موج صوتی تبدیل می شود. زاویه بین محور و ژنراتیکس مخروط با رابطه زیر به عدد ماخ مربوط می شود:

وقتی این موج به ناظری که مثلاً روی زمین قرار دارد می رسد، صدای بلندی شبیه انفجار می شنود. یک تصور غلط رایج این است که این نتیجه رسیدن هواپیما به سرعت صوت یا "شکستن دیوار صوتی" است. در واقع در این لحظه یک موج ضربه ای از کنار ناظر عبور می کند که مدام هواپیما را در حال حرکت با سرعت مافوق صوت همراهی می کند. به طور معمول، بلافاصله پس از "پاپ"، ناظر می تواند صدای زمزمه موتورهای هواپیما را بشنود، که تا زمانی که موج ضربه ای رد نشود، شنیده نمی شود، زیرا هواپیما سریعتر از صداهایی که می دهد حرکت می کند. مشاهده بسیار مشابهی در طول پرواز مادون صوت رخ می دهد - هواپیمایی که بالای یک ناظر در ارتفاع بالا (بیش از 1 کیلومتر) پرواز می کند شنیده نمی شود، یا بهتر است بگوییم ما آن را با تاخیر می شنویم: جهت منبع صدا با جهت مطابقت ندارد. به هواپیمای قابل مشاهده برای یک ناظر از زمین.

بحران موج

بحران موج تغییر در ماهیت جریان هوا در اطراف هواپیما با نزدیک شدن سرعت پرواز به سرعت صوت است که معمولاً با بدتر شدن ویژگی های آیرودینامیکی هواپیما همراه است - افزایش درگ ، کاهش در بالابر، ظاهر ارتعاشات و غیره

از قبل در طول جنگ جهانی دوم، سرعت جنگنده ها به سرعت صوت نزدیک شد. در همان زمان، خلبانان گاهی اوقات شروع به مشاهده پدیده های غیرقابل درک در آن زمان می کردند و در هنگام پرواز با حداکثر سرعت، با ماشین هایشان اتفاق می افتاد. گزارش احساسی یک خلبان نیروی هوایی ایالات متحده به فرمانده خود، ژنرال آرنولد، حفظ شده است:

"آقا، هواپیماهای ما در حال حاضر بسیار سختگیر هستند. اگر ماشین هایی با سرعت بالاتر ظاهر شوند، نمی توانیم با آنها پرواز کنیم. هفته گذشته یک Me-109 را در موستانگ خود پایین آوردم. هواپیمای من مانند یک چکش بادی تکان خورد و دیگر از سکان ها اطاعت نکرد. من نتوانستم او را از شیرجه بیرون بیاورم. درست سیصد متر از زمین، برای تسطیح ماشین مشکل داشتم...»

پس از جنگ، زمانی که بسیاری از طراحان هواپیما و خلبانان آزمایشی تلاش های مداوم برای رسیدن به علامت روانشناختی قابل توجه - سرعت صوت - انجام دادند، این پدیده های عجیب به یک هنجار تبدیل شد و بسیاری از این تلاش ها به طرز غم انگیزی پایان یافت. این امر باعث به وجود آمدن عبارت تا حدودی عرفانی "موانع صوتی" شد (فر. مور دو پسر، آلمانی شلماور- دیوار صوتی). بدبینان استدلال می کردند که نمی توان از این حد تجاوز کرد ، اگرچه علاقه مندان با به خطر انداختن جان خود بارها سعی کردند این کار را انجام دهند. توسعه ایده های علمی در مورد حرکت گاز مافوق صوت نه تنها توضیح ماهیت "سد صوتی" را ممکن کرده است، بلکه ابزارهایی برای غلبه بر آن نیز پیدا کرده است.

در جریان جریان مادون صوت در اطراف بدنه، بال و دم هواپیما، مناطقی از شتاب جریان محلی در بخش های محدب خطوط آنها ظاهر می شود. هنگامی که سرعت پرواز یک هواپیما به سرعت صوت نزدیک می شود، سرعت محلی حرکت هوا در مناطق شتاب جریان ممکن است کمی از سرعت صوت بیشتر شود (شکل 1a). پس از عبور از منطقه شتاب، جریان با تشکیل ناگزیر موج ضربه ای کاهش می یابد (این خاصیت جریان های مافوق صوت است: انتقال از سرعت مافوق صوت به سرعت مافوق صوت همیشه به طور ناپیوسته اتفاق می افتد - با تشکیل یک موج شوک). شدت این امواج ضربه ای کم است - افت فشار در قسمت جلویی آنها اندک است، اما آنها به تعداد زیادی به طور همزمان در نقاط مختلف سطح خودرو ظاهر می شوند و با هم به شدت ماهیت جریان اطراف آن را تغییر می دهند. با بدتر شدن مشخصات پروازی آن: بلند شدن بال کاهش می یابد، سکان های هوایی و ایلرون ها کارایی خود را از دست می دهند، وسیله نقلیه غیرقابل کنترل می شود و همه اینها بسیار ناپایدار است و لرزش شدید رخ می دهد. این پدیده نامیده می شود بحران موج. هنگامی که سرعت وسیله نقلیه مافوق صوت می شود (> 1)، جریان دوباره پایدار می شود، اگرچه ویژگی آن به طور اساسی تغییر می کند (شکل 1b).

برنج. 1a. هواگیری نزدیک به جریان صدا.	برنج. 1b. هواگیری در جریان مافوق صوت.

برای بال هایی با مشخصات نسبتاً ضخیم، در شرایط بحران موج، مرکز فشار به شدت به عقب جابجا می شود و دماغه هواپیما "سنگین تر" می شود. خلبانان جنگنده های پیستونی با چنین بال که سعی می کردند در شیرجه از ارتفاع بالا با حداکثر قدرت به حداکثر سرعت برسند ، هنگام نزدیک شدن به "سد صوتی" قربانی بحران موج شدند - یک بار در آن ، خارج شدن از آن غیرممکن بود. شیرجه بدون کاهش سرعت، که به نوبه خود انجام آن در یک شیرجه بسیار دشوار است. معروف ترین مورد کشیده شدن به شیرجه از پرواز افقی در تاریخ هوانوردی داخلی، فاجعه باخچیوانجی هنگام آزمایش موشک BI-1 با حداکثر سرعت است. بهترین جنگنده های جنگ جهانی دوم با بال های مستقیم مانند P-51 Mustang یا Me-109 بحران موجی را در ارتفاع بالا با سرعت 700-750 کیلومتر در ساعت تجربه کردند. در همان زمان، جت های Messerschmitt Me.262 و Me.163 همان دوره دارای بال هایی بودند که به لطف آن می توانستند بدون هیچ مشکلی به سرعت بیش از 800 کیلومتر در ساعت برسند. همچنین باید توجه داشت که یک هواپیما با ملخ سنتی در پرواز افقی نمی تواند به سرعت نزدیک به سرعت صوت برسد، زیرا پره های پروانه خیلی زودتر از هواپیما وارد منطقه بحران امواج شده و کارایی خود را از دست می دهند. ملخ های مافوق صوت با تیغه های سابر شکل می توانند این مشکل را حل کنند، اما در حال حاضر چنین ملخ هایی از نظر فنی بسیار پیچیده و بسیار پر سر و صدا هستند و به همین دلیل در عمل از آنها استفاده نمی شود.

هواپیماهای مادون صوت مدرن با سرعت پرواز کروز کاملاً نزدیک به سرعت صوت (بیش از 800 کیلومتر در ساعت) معمولاً با بال‌های جاروب شده و سطوح دم پروفیل نازک طراحی می‌شوند که اجازه می‌دهد سرعت شروع بحران موج به سمت مقادیر بالاتر تغییر کند. هواپیماهای مافوق صوت، که در هنگام دستیابی به سرعت مافوق صوت باید از یک بخش بحران موج عبور کنند، دارای تفاوت های طراحی با هواپیماهای مافوق صوت هستند که هم با ویژگی های جریان هوای مافوق صوت و هم با نیاز به مقاومت در برابر بارهای ناشی از پرواز مافوق صوت مرتبط است. بحران موج، به ویژه - مثلثی در طرح، بال با مشخصات الماس یا مثلثی شکل.

• در سرعت‌های پرواز مادون صوت، باید از سرعت‌هایی که بحران موج شروع می‌شود اجتناب کرد (این سرعت‌ها به ویژگی‌های آیرودینامیکی هواپیما و ارتفاع پرواز بستگی دارد).
• انتقال از سرعت مافوق صوت به سرعت مافوق صوت در هواپیماهای جت باید در سریع ترین زمان ممکن با استفاده از پس سوز موتور انجام شود تا از پرواز طولانی در منطقه بحران موج جلوگیری شود.

مدت، اصطلاح بحران موجهمچنین برای کشتی های آبی که با سرعتی نزدیک به سرعت امواج روی سطح آب حرکت می کنند، صدق می کند. توسعه بحران موج افزایش سرعت را دشوار می کند. غلبه بر بحران موج توسط کشتی به معنای وارد شدن به حالت پلانینگ (سر خوردن بدنه در امتداد سطح آب) است.

حقایق تاریخی

• اولین خلبانی که در پرواز کنترل شده به سرعت مافوق صوت رسید، خلبان آزمایشی آمریکایی چاک یگر بر روی هواپیمای آزمایشی بل X-1 (با بال مستقیم و موتور موشک XLR-11) بود که در کم عمق به سرعت M = 1.06 رسید. شیرجه رفتن این در 14 اکتبر 1947 اتفاق افتاد.
• در اتحاد جماهیر شوروی، دیوار صوتی ابتدا در 26 دسامبر 1948 توسط سوکولوفسکی و سپس توسط فدوروف در پروازهای نزولی در جنگنده آزمایشی La-176 شکسته شد.
• اولین هواپیمای غیرنظامی که دیوار صوتی را شکست، هواپیمای مسافربری داگلاس دی سی-8 بود. در 21 اوت 1961، طی یک شیرجه کنترل شده از ارتفاع 12496 متری به سرعت 1.012 M یا 1262 کیلومتر در ساعت رسید.
• در 15 اکتبر 1997، 50 سال پس از شکستن دیوار صوتی یک هواپیما، اندی گرین انگلیسی، دیوار صوتی را در یک ماشین Thrust SSC شکست.
• در 14 اکتبر 2012، فلیکس بامگارتنر اولین فردی بود که بدون کمک هیچ وسیله نقلیه موتوری، حین پریدن از ارتفاع 39 کیلومتری، دیوار صوتی را شکست. در سقوط آزاد به سرعت 1342.8 کیلومتر در ساعت رسید.

همچنین ببینید

• سد حرارتی (مشکلات در توسعه هواپیماهای مافوق صوت)

یادداشت

پیوندها

• مبانی نظری و مهندسی مهندسی هوافضا.

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید که "حداقل صدا" در سایر لغت نامه ها چیست:

SOUND BARRIER، علت مشکلات هوانوردی هنگام افزایش سرعت پرواز بیش از سرعت صوت (SUPERSONIC SPEED). با نزدیک شدن به سرعت صوت، هواپیما با افزایش غیرمنتظره درگ و از دست دادن لیفت آیرودینامیکی مواجه می شود... ... فرهنگ لغت دانشنامه علمی و فنی

پدیده ای که در حین پرواز هواپیما یا موشک در لحظه گذار از سرعت پرواز مافوق صوت به مافوق صوت در جو رخ می دهد. با نزدیک شدن سرعت هواپیما به سرعت صوت (1200 کیلومتر در ساعت)، ناحیه ای نازک در هوا در مقابل آن ظاهر می شود که در آن... ... دایره المعارف فناوری

سد صوتی- garso barjeras statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. سد صوتی سد صوتی vok. Schallbarriere, f; Schallmauer, f rus. دیوار صوتی، m pranc. barriere sonique, f; frontière sonique, f; mur de son, m … Fizikos terminų žodynas

سد صوتی- garso barjeras statusas T sritis Energetika apibrėžtis Staigus aerodinaminio pasipriešinimo padidėjimas, kai orlaivio greitis tampa garso greičiu (viršijama kritinė Macho skaičiaus verte). Aiškinamas bangų krize dėl staiga padidėjusio…… Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

در 14 اکتبر 1947، بشریت از نقطه عطف دیگری عبور کرد. حد کاملاً عینی است که در یک کمیت فیزیکی خاص بیان می شود - سرعت صوت در هوا که در شرایط جو زمین بسته به دما و فشار آن در محدوده 1100-1200 کیلومتر در ساعت است. سرعت مافوق صوت توسط خلبان آمریکایی چاک یگر (چارلز الوود "چاک" یگر) فتح شد، یک کهنه سرباز جوان جنگ جهانی دوم، که شجاعت فوق العاده و نورزایی عالی داشت، به لطف آن او بلافاصله مانند 14 سال در سرزمین خود محبوب شد. بعداً یوری گاگارین

و عبور از دیوار صوتی واقعاً جسارت می‌خواست. خلبان شوروی ایوان فدوروف، که یک سال بعد، در سال 1948 دستاورد یگر را تکرار کرد، احساسات خود را در آن زمان به یاد آورد: "قبل از پرواز برای شکستن دیوار صوتی، مشخص شد که هیچ تضمینی برای زنده ماندن پس از آن وجود ندارد. هیچ کس عملاً نمی دانست که این هواپیما چیست و آیا طراحی هواپیما می تواند در برابر عناصر مقاومت کند. اما سعی کردیم به آن فکر نکنیم.»

در واقع، هیچ وضوح کاملی در مورد نحوه رفتار خودرو در سرعت مافوق صوت وجود نداشت. طراحان هواپیما هنوز خاطرات تازه ای از بدبختی ناگهانی دهه 30 داشتند، زمانی که با افزایش سرعت هواپیما، مجبور شدند فوراً مشکل بال زدن را حل کنند - خود نوساناتی که هم در ساختارهای سفت و سخت هواپیما و هم در آن ایجاد می شود. پوست، هواپیما را در عرض چند دقیقه از هم جدا می کند. این روند مانند یک بهمن توسعه یافت، به سرعت خلبانان فرصتی برای تغییر حالت پرواز نداشتند و دستگاه ها در هوا از بین رفتند. برای مدت طولانی، ریاضیدانان و طراحان در کشورهای مختلف برای حل این مشکل تلاش کردند. در پایان، نظریه این پدیده توسط ریاضیدان جوان روسی در آن زمان، مستیسلاو وسوولودویچ کلدیش (1911-1978)، رئیس بعدی آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی ایجاد شد. با کمک این نظریه می توان راهی برای رهایی از این پدیده ناخوشایند برای همیشه پیدا کرد.

کاملاً واضح است که از دیوار صوتی انتظار شگفتی‌های ناخوشایندی نیز می‌رفت. حل عددی معادلات دیفرانسیل پیچیده آیرودینامیک در غیاب رایانه‌های قدرتمند غیرممکن بود و باید به «دمیدن» مدل‌ها در تونل‌های باد تکیه کرد. اما از ملاحظات کیفی مشخص بود که با رسیدن به سرعت صوت، یک موج ضربه ای در نزدیکی هواپیما ظاهر شد. مهم ترین لحظه شکستن دیوار صوتی است، زمانی که سرعت هواپیما با سرعت صوت مقایسه می شود. در این لحظه، اختلاف فشار در طرف‌های مختلف جبهه موج به سرعت افزایش می‌یابد و اگر لحظه بیش از یک لحظه طول بکشد، هواپیما بدتر از بال زدن نمی‌تواند از هم بپاشد. گاهی اوقات هنگام شکستن دیوار صوتی با شتاب ناکافی، موج ضربه ای ایجاد شده توسط هواپیما حتی شیشه های پنجره خانه های روی زمین را در زیر آن می کوبد.

نسبت سرعت هواپیما به سرعت صوت را عدد ماخ می گویند (به نام مکانیک و فیلسوف مشهور آلمانی ارنست ماخ). هنگام عبور از دیوار صوتی، برای خلبان به نظر می رسد که عدد M به صورت جهشی از روی یک می پرد: چاک یگر دید که چگونه سوزن سرعت سنج از 0.98 به 1.02 پرید و پس از آن در حقیقت سکوت "الهی" در کابین خلبان برقرار شد. ظاهری: فقط یک سطح فشار صوتی در کابین هواپیما چندین بار کاهش می یابد. این لحظه "پاکسازی از صدا" بسیار موذیانه است. اما خطر کمی از سقوط هواپیمای X-1 او وجود داشت.

X-1 که توسط هواپیمای بل در ژانویه 1946 ساخته شد، یک هواپیمای کاملاً تحقیقاتی بود که برای شکستن دیوار صوتی طراحی شده بود و نه چیزی بیشتر. علیرغم این واقعیت که این وسیله نقلیه توسط وزارت دفاع سفارش داده شده بود، به جای تسلیحات از تجهیزات علمی پر شده بود که حالت های عملکرد اجزا، ابزار و مکانیسم ها را نظارت می کند. X-1 مانند یک موشک کروز مدرن بود. این یک موتور موشکی Reaction Motors با نیروی رانش 2722 کیلوگرم داشت. حداکثر وزن برخاست 6078 کیلوگرم. طول 9.45 متر، ارتفاع 3.3 متر، طول بال ها 8.53 متر حداکثر سرعت در ارتفاع 18290 متری 2736 کیلومتر بر ساعت. این وسیله نقلیه از یک بمب افکن استراتژیک B-29 پرتاب شد و روی "اسکی" فولادی در دریاچه نمک خشک فرود آمد.

"پارامترهای تاکتیکی و فنی" خلبان آن کمتر چشمگیر نیست. چاک یگر در 13 فوریه 1923 به دنیا آمد. بعد از مدرسه به مدرسه پرواز رفتم و بعد از فارغ التحصیلی برای مبارزه به اروپا رفتم. یک Messerschmitt-109 را سرنگون کرد. او خود در آسمان فرانسه سرنگون شد، اما توسط پارتیزان ها نجات یافت. انگار هیچ اتفاقی نیفتاده بود به پایگاه خود در انگلستان بازگشت. اما سرویس ضد جاسوسی هوشیار که رهایی معجزه آسا از اسارت را باور نکرد، خلبان را از پرواز خارج کرد و به عقب فرستاد. یگر جاه طلب به استقبال فرمانده کل نیروهای متفقین در اروپا، ژنرال آیزنهاور، که به یگر اعتقاد داشت، دست یافت. و او اشتباه نکرد - در شش ماه باقی مانده تا پایان جنگ ، او 64 ماموریت جنگی انجام داد ، 13 هواپیمای دشمن را سرنگون کرد ، 4 در یک نبرد. و با درجه کاپیتانی با پرونده ای عالی به وطن بازگشت که بیان می کرد در هر شرایط بحرانی دارای شهود پرواز فوق العاده ، خونسردی باورنکردنی و استقامت شگفت انگیز است. به لطف این ویژگی، او در تیم آزمایشگرهای مافوق صوت قرار گرفت که به اندازه فضانوردان بعدی با دقت انتخاب و آموزش داده شدند.

یگر با تغییر نام X-1 به افتخار همسرش به «Glamorous Glennis» بیش از یک بار رکوردهایی را با آن به ثبت رساند. در پایان اکتبر 1947، رکورد قبلی ارتفاع 21372 متری در دسامبر 1953، یک اصلاح جدید در دستگاه X-1A به سرعت 2.35 متر و تقریبا 2800 کیلومتر در ساعت رسید و شش ماه بعد افزایش یافت. به ارتفاع 27430 متر و قبل از آن، تعدادی از جنگنده ها به صورت سری پرتاب شدند و MiG-15 ما را آزمایش کردند، که در طول جنگ کره به آمریکا منتقل شدند. یگر متعاقباً فرماندهی واحدهای آزمایشی مختلف نیروی هوایی را هم در ایالات متحده و هم در پایگاه های آمریکایی در اروپا و آسیا برعهده داشت، در عملیات جنگی در ویتنام شرکت کرد و خلبانان را آموزش داد. او در بهمن 1354 با درجه سرتیپی بازنشسته شد و با 10 هزار ساعت پرواز در طول خدمت شجاعانه خود، 180 مدل مافوق صوت مختلف را آزمایش کرد و مجموعه بی نظیری از حکم ها و مدال ها را جمع آوری کرد. در اواسط دهه 80 ، فیلمی بر اساس زندگی نامه مرد شجاعی ساخته شد که اولین نفر در جهان بود که دیوار صوتی را فتح کرد و پس از آن چاک یگر نه حتی یک قهرمان بلکه یک یادگار ملی شد. او آخرین بار در 14 اکتبر 1997 با F-16 پرواز کرد و در پنجاهمین سالگرد پرواز تاریخی خود دیوار صوتی را شکست. یگر در آن زمان 74 سال داشت. کلاً به قول شاعر باید اینها را میخ کرد.

بسیاری از چنین افرادی در آن سوی اقیانوس وجود دارند که طراحان شوروی همزمان با آمریکایی ها شروع به تلاش برای فتح دیوار صوتی کردند. اما برای آنها این به خودی خود یک هدف نبود، بلکه یک عمل کاملا عملی بود. اگر X-1 یک ماشین صرفاً تحقیقاتی بود، پس در کشور ما دیوار صوتی بر روی نمونه های جنگنده هجوم آورد که قرار بود برای تجهیز واحدهای نیروی هوایی به صورت سری پرتاب شوند.

چندین دفتر طراحی در این مسابقه شرکت کردند: دفتر طراحی لاوچکین، دفتر طراحی میکویان و دفتر طراحی یاکولف، که به طور همزمان هواپیماهایی با بال های جارو شده را توسعه دادند که در آن زمان یک راه حل طراحی انقلابی بود. آنها به این ترتیب به پایان مافوق صوت رسیدند: La-176 (1948)، MiG-15 (1949)، Yak-50 (1950). با این حال، در آنجا مشکل در یک زمینه نسبتاً پیچیده حل شد: یک وسیله نقلیه نظامی باید نه تنها دارای سرعت بالا، بلکه بسیاری از ویژگی های دیگر - مانورپذیری، بقا، حداقل زمان آماده سازی قبل از پرواز، سلاح های قدرتمند، مهمات چشمگیر و غیره باشد. و غیره همچنین باید توجه داشت که در زمان شوروی، تصمیمات کمیسیون های پذیرش دولتی اغلب نه تنها تحت تأثیر عوامل عینی، بلکه همچنین تحت تأثیر عوامل ذهنی مرتبط با مانورهای سیاسی توسعه دهندگان قرار می گرفت. مجموعه این شرایط منجر به پرتاب جنگنده MiG-15 شد که عملکرد خوبی در عرصه های محلی عملیات نظامی در دهه 50 داشت. همانطور که در بالا ذکر شد، این ماشینی بود که در کره دستگیر شد و چاک یگر "در اطراف آن راند".

La-176 در آن زمان از یک رکورد حرکت بال برابر با 45 درجه استفاده کرد. موتور توربوجت VK-1 نیروی رانش 2700 کیلوگرمی را ارائه کرد. طول 10.97 متر، طول بال 8.59 متر، مساحت بال 18.26 متر مربع. وزن برخاست 4636 کیلوگرم. سقف 15000 متر برد پرواز 1000 کیلومتر. تسلیحات یک توپ 37 میلی متری و دو توپ 23 میلی متری. این خودرو در پاییز 1948 آماده شد و در دسامبر آزمایشات پروازی آن در کریمه در یک فرودگاه نظامی در نزدیکی شهر ساکی آغاز شد. در میان کسانی که این آزمایش ها را رهبری کردند، آکادمیک آینده ولادیمیر واسیلیویچ استرومینسکی (1914-1998) بود. سوکولوفسکی در یک تصادف پوچ در حین پرواز چهارم درگذشت، زیرا فراموش کرده بود سایبان کابین خلبان را ببندد.

سرهنگ ایوان فدوروف در 26 دسامبر 1948 دیوار صوتی را شکست. او با رسیدن به ارتفاع 10 هزار متری، چوب کنترل را از خود دور کرد و در یک شیرجه شروع به شتاب گرفتن کرد. خلبان به یاد می آورد: «من 176 خود را از ارتفاع زیاد شتاب می دهم. سوت خسته کننده ای شنیده می شود. با افزایش سرعت، هواپیما به سمت زمین می تازد. در مقیاس سرعت سنج، سوزن از اعداد سه رقمی به اعداد چهار رقمی حرکت می کند. هواپیما انگار در تب است می لرزد. و ناگهان سکوت! دیوار صوتی برداشته شده است. رمزگشایی بعدی اسیلوگرام ها نشان داد که عدد M از یک فراتر رفته است. این اتفاق در ارتفاع 7000 متری رخ داد که در آن سرعت 1.02 متر ثبت شد.

متعاقباً به دلیل افزایش قدرت موتور، استفاده از مواد جدید و بهینه سازی پارامترهای آیرودینامیکی، سرعت هواپیماهای سرنشین دار به طور پیوسته افزایش یافت. با این حال، این روند نامحدود نیست. زمانی که مصرف سوخت، هزینه های توسعه، ایمنی پرواز و سایر ملاحظات بیکار در نظر گرفته می شود، از یک طرف با ملاحظات عقلانیت مهار می شود. و حتی در هوانوردی نظامی، که در آن پول و ایمنی خلبان چندان قابل توجه نیست، سرعت "سریع ترین" ماشین ها در محدوده 1.5 تا 3 میلیون است. به نظر می رسد که دیگر نیازی نیست. (رکورد سرعت هواپیماهای سرنشین دار با موتور جت متعلق به هواپیمای شناسایی آمریکایی SR-71 و 3.2 M می باشد.)

از سوی دیگر، یک مانع حرارتی غیرقابل عبور وجود دارد: در سرعت معین، گرم شدن بدنه خودرو با اصطکاک با هوا آنقدر سریع اتفاق می افتد که حذف گرما از سطح آن غیرممکن است. محاسبات نشان می دهد که در فشار معمولی این باید با سرعتی در حدود 10 ماخ رخ دهد.

با این وجود، محدودیت 10M همچنان در همان زمین تمرین ادواردز بدست آمد. این اتفاق در سال 2005 رخ داد. دارنده رکورد هواپیمای موشکی بدون سرنشین X-43A بود که به عنوان بخشی از برنامه بلندپروازانه 7 ساله Hiper-X برای توسعه نوع جدیدی از فناوری طراحی شده برای تغییر اساسی چهره فناوری موشکی و فضایی آینده ساخته شد. هزینه آن 230 میلیون دلار است. این رکورد در ارتفاع 33 هزار متری ثبت شد. این پهپاد از یک سیستم شتاب گیری جدید استفاده می کند. ابتدا یک موشک سوخت جامد سنتی شلیک می شود که با کمک آن X-43A به سرعت 7 ماخ می رسد و سپس نوع جدیدی از موتور روشن می شود - موتور رم جت مافوق صوت (scramjet یا scramjet) در که از هوای معمولی جوی به عنوان اکسید کننده استفاده می شود و از سوخت گازی به عنوان اکسید کننده استفاده می شود (کاملاً یک طرح کلاسیک از یک انفجار غیرقابل کنترل).

طبق برنامه، سه مدل بدون سرنشین تولید شد که پس از انجام کار، در اقیانوس غرق شدند. مرحله بعدی شامل ایجاد وسایل نقلیه سرنشین دار است. پس از آزمایش آنها، نتایج به دست آمده هنگام ایجاد طیف گسترده ای از دستگاه های "مفید" در نظر گرفته می شود. علاوه بر هواپیما، وسایل نقلیه نظامی مافوق صوت - بمب افکن، هواپیماهای شناسایی و هواپیماهای حمل و نقل - برای نیازهای ناسا ساخته خواهد شد. بوئینگ که در برنامه Hiper-X شرکت می کند، قصد دارد تا سال های 2030 تا 2040 یک هواپیمای مافوق صوت برای 250 مسافر ایجاد کند. کاملاً واضح است که هیچ پنجره ای وجود نخواهد داشت که با چنین سرعتی آیرودینامیک را بشکند و نتواند گرمایش حرارتی را تحمل کند. به جای دریچه ها، صفحه نمایش هایی با فیلم های ضبط شده از ابرهای عبوری وجود دارد.

شکی نیست که این نوع حمل و نقل مورد تقاضا خواهد بود، زیرا هرچه جلوتر می روید، زمان گران تر می شود و احساسات، دلارهای به دست آمده و سایر اجزای زندگی مدرن را در واحد زمان گنجانده است. در این راستا، شکی نیست که روزی مردم به پروانه های یک روزه تبدیل خواهند شد: یک روز به اندازه کل زندگی فعلی (یا بهتر است بگوییم، دیروز) انسان پر حادثه خواهد بود. و می توان فرض کرد که شخصی یا چیزی در حال اجرای برنامه Hiper-X در رابطه با بشریت است.

به طور رسمی، خلبان آمریکایی چاک یگر اولین کسی بود که بر سرعت مافوق صوت غلبه کرد. این رکورد در 14 اکتبر 1957 بر روی بل X-1 به ثبت رسید که در ابتدای سال 1946 توسط هواپیمای بل به طور ویژه برای این منظور طراحی شد. این هواپیما به دستور ارتش ساخته شد، اما هیچ ارتباطی با انجام خصومت ها نداشت. ماشین به معنای واقعی کلمه مملو از تجهیزات تحقیقاتی بود. از نظر خارجی، بل X-1 شبیه یک موشک کروز مدرن بود.

خلبان آزمایشی چاک یگر

خلبان در سال 1923 13 فوریه. پس از فارغ التحصیلی از مدرسه، مرد جوان بلافاصله وارد یک مدرسه پرواز شد و پس از آن مجبور شد در اروپا بجنگد. خلبان در همان ابتدای کار پروازی خود موفق شد مسرشمیت 109 را ساقط کند، اما بعداً خودش در آسمان فرانسه شکست خورد و مجبور شد با چتر نجات بپرد.

خلبان توسط پارتیزان ها گرفته شد، اما ضد جاسوسی او را از پرواز معلق کرد. چاک که خشمگین شده بود، با آیزنهاور، فرمانده نیروهای متفقین، حاضر شد. او مرد جوان را باور کرد و همانطور که معلوم شد بیهوده نبود: خلبان شجاع موفق شد 13 هواپیمای دیگر را قبل از پایان جنگ ساقط کند.

یگر با سابقه خدمات عالی، ویژگی ها، جوایز و با درجه کاپیتان به خانه بازگشت. این به ثبت نام خلبان در یک تیم ویژه از آزمایش کنندگان کمک کرد که در آن زمان به اندازه فضانوردان با دقت انتخاب می شدند. چاک هواپیمای خود را به افتخار همسرش «گلنیس فریبنده» نامید. این هواپیما مجهز به یک موتور جت بود و از یک بمب افکن B-52 پرتاب شد.

خلبان بیش از یک بار بر روی ماشین بالدار رکوردهای سرعت را ثبت کرد: در پایان سال 1947، او ابتدا رکورد قبلی ارتفاع (21372 متر) را شکست و در سال 1953 موفق شد دستگاه را به سرعت تقریباً 2800 کیلومتر در ساعت یا 2.5 متر برساند. (سرعت صوت بر حسب «ماخ» اندازه گیری می شود که به نام فیلسوف و مهندس آلمانی نامگذاری شده است؛ 1 M تقریباً برابر با 1200 کیلومتر در ساعت است). یگر در سال 1975 به عنوان یک سرتیپ بازنشسته شد، زیرا در جنگ ویتنام خدمت کرده بود و در کره می جنگید.

اتحاد جماهیر شوروی نمی توانست از تلاش برای شکستن دیوار صوتی دور بماند. چندین دفتر طراحی به طور همزمان (لاووچکین، یاکولف، میکویان) در تهیه هواپیمایی که قرار بود سریعتر از صدا پرواز کند، شرکت کردند. این افتخار نصیب هواپیمای La-176 از "شرکت لاوچکین" شد. این خودرو در دسامبر 1948 برای پروازها کاملاً آماده شد. و در 26 ام ، سرهنگ فدوروف از سد بدنام غلبه کرد و در شیرجه شتاب گرفت. بعداً خلبان عنوان قهرمان اتحاد جماهیر شوروی را دریافت کرد.