El avión superó el nivel sonoro. ¿Quién fue el primero en romper la barrera del sonido? ¿Qué es la barrera del sonido y cómo se forma?

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A menudo se afirma que las espectaculares fotografías de aviones de combate en un denso cono de vapor de agua representan el avión rompiendo la barrera del sonido. Pero esto es un error. El columnista habla del verdadero motivo del fenómeno.

Este espectacular fenómeno ha sido captado repetidamente por fotógrafos y camarógrafos. Un avión militar pasa sobre el suelo a gran velocidad, varios cientos de kilómetros por hora.

A medida que el caza acelera, comienza a formarse un denso cono de condensación a su alrededor; Parece que el avión está dentro de una nube compacta.

Los imaginativos pies de foto de estas fotografías a menudo afirman que se trata de una prueba visual de un estallido sónico cuando un avión alcanza una velocidad supersónica.

Actualmente, esto no es verdad. Estamos observando el llamado efecto Prandtl-Glauert, un fenómeno físico que se produce cuando un avión se acerca a la velocidad del sonido. No tiene nada que ver con romper la barrera del sonido.

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A medida que se desarrolló la fabricación de aviones, las formas aerodinámicas se volvieron cada vez más estilizadas y la velocidad de los aviones aumentó constantemente: los aviones comenzaron a hacer cosas con el aire que los rodeaban que sus predecesores, más lentos y voluminosos, no eran capaces de hacer.

Las misteriosas ondas de choque que se forman alrededor de los aviones que vuelan bajo cuando se acercan y luego rompen la barrera del sonido sugieren que el aire se comporta de maneras extrañas a tales velocidades.

Entonces, ¿qué son estas misteriosas nubes de condensación?

Según Rod Irwin, presidente del grupo de aerodinámica de la Royal Aeronautical Society, las condiciones en las que se produce un cono de vapor preceden inmediatamente a que un avión rompa la barrera del sonido. Sin embargo, este fenómeno suele fotografiarse a velocidades ligeramente inferiores a la velocidad del sonido.

Las capas superficiales de aire son más densas que la atmósfera a gran altura. Al volar a bajas altitudes, se produce una mayor fricción y resistencia.

Por cierto, los pilotos tienen prohibido romper la barrera del sonido en tierra. "Se puede volar en supersónico sobre el océano, pero no sobre una superficie sólida", explica Irwin. "Por cierto, esta circunstancia fue un problema para el transatlántico supersónico de pasajeros Concorde: la prohibición se introdujo después de su puesta en funcionamiento, y el A la tripulación se le permitió desarrollar velocidad supersónica sólo sobre la superficie del agua".

Además, es extremadamente difícil registrar visualmente un estallido sónico cuando un avión alcanza una velocidad supersónica. No se puede ver a simple vista, sólo con la ayuda de un equipo especial.

Para fotografiar modelos lanzados a velocidades supersónicas en túneles de viento, se suelen utilizar espejos especiales para detectar la diferencia en el reflejo de la luz provocada por la formación de la onda de choque.

Las fotografías obtenidas mediante el llamado método de Schlieren (o método de Toepler) se utilizan para visualizar las ondas de choque (o, como también se les llama, ondas de choque) que se forman alrededor del modelo.

Durante el soplado no se crean conos de condensación alrededor de los modelos, ya que el aire utilizado en los túneles de viento está presecado.

Los conos de vapor de agua están asociados con ondas de choque (de las cuales hay varias) que se forman alrededor del avión a medida que gana velocidad.

Cuando la velocidad de un avión se acerca a la velocidad del sonido (aproximadamente 1234 km/h al nivel del mar), se produce una diferencia de presión y temperatura local en el aire que fluye a su alrededor.

Como resultado, el aire pierde su capacidad de retener humedad y se forma condensación en forma de cono, como en este vídeo.

"El cono de vapor visible es causado por una onda de choque, que crea una diferencia de presión y temperatura en el aire que rodea al avión", dice Irwin.

Muchas de las mejores fotografías del fenómeno provienen de aviones de la Marina de los EE. UU., lo que no es sorprendente, dado que el aire cálido y húmedo cerca de la superficie del mar tiende a hacer que el efecto Prandtl-Glauert sea más pronunciado.

Estas acrobacias suelen ser realizadas por cazabombarderos F/A-18 Hornet, el principal tipo de avión con base en portaaviones de la aviación naval estadounidense.

Los mismos vehículos de combate son utilizados por los miembros del equipo acrobático Blue Angels de la Marina de los EE. UU., que realizan hábilmente maniobras en las que se forma una nube de condensación alrededor del avión.

Debido a la espectacularidad del fenómeno, se suele utilizar para popularizar la aviación naval. Los pilotos maniobran deliberadamente sobre el mar, donde las condiciones para que se produzca el efecto Prandtl-Gloert son óptimas, y cerca hay fotógrafos navales profesionales de guardia; después de todo, es imposible tomar una fotografía clara de un avión a reacción volando a una velocidad de 960 km/h con un smartphone normal.

Las nubes de condensación se ven más impresionantes en el llamado modo de vuelo transónico, cuando el aire fluye alrededor del avión a velocidades supersónicas y subsónicas.

"El avión no vuela necesariamente a velocidad supersónica, pero el aire fluye sobre la superficie superior del ala a una velocidad mayor que sobre la superficie inferior, lo que provoca una onda de choque local", dice Irwin.

Según él, para que se produzca el efecto Prandtl-Glauert son necesarias determinadas condiciones climáticas (en concreto, aire cálido y húmedo), que los aviones de combate con base en portaaviones encuentran con más frecuencia que otros aviones.

Todo lo que tienes que hacer es pedirle el servicio a un fotógrafo profesional y ¡listo! - Su avión fue captado rodeado por una espectacular nube de vapor de agua, que muchos de nosotros tomamos erróneamente como una señal de que ha alcanzado una velocidad supersónica.

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¿Qué imaginamos cuando escuchamos la expresión “barrera del sonido”? Un cierto límite puede afectar gravemente a la audición y al bienestar. Por lo general, la barrera del sonido se correlaciona con la conquista del espacio aéreo y

Superar este obstáculo puede provocar el desarrollo de enfermedades antiguas, síndromes de dolor y reacciones alérgicas. ¿Son correctas estas ideas o representan estereotipos establecidos? ¿Tienen una base fáctica? ¿Qué es la barrera del sonido? ¿Cómo y por qué ocurre? Intentaremos descubrir todo esto y algunos matices adicionales, así como hechos históricos relacionados con este concepto, en este artículo.

Esta misteriosa ciencia es la aerodinámica.

En la ciencia de la aerodinámica, diseñada para explicar los fenómenos que acompañan al movimiento.
En los aviones existe el concepto de “barrera del sonido”. Se trata de una serie de fenómenos que se producen durante el movimiento de aviones supersónicos o cohetes que se mueven a velocidades cercanas a la velocidad del sonido o superiores.

¿Qué es una onda de choque?

Cuando un flujo supersónico fluye alrededor de un vehículo, aparece una onda de choque en un túnel de viento. Sus huellas pueden ser visibles incluso a simple vista. En el terreno están expresados ​​por una línea amarilla. Fuera del cono de la onda de choque, frente a la línea amarilla, ni siquiera se puede oír el avión en tierra. A velocidades superiores a las del sonido, los cuerpos están expuestos a un flujo de sonido, lo que conlleva una onda de choque. Puede haber más de uno, dependiendo de la forma del cuerpo.

Transformación de ondas de choque

El frente de onda de choque, que a veces se llama onda de choque, tiene un espesor bastante pequeño, lo que sin embargo permite rastrear cambios bruscos en las propiedades del flujo, una disminución de su velocidad en relación con el cuerpo y el correspondiente aumento de la presión y temperatura del gas en el flujo. En este caso, la energía cinética se convierte parcialmente en energía interna del gas. El número de estos cambios depende directamente de la velocidad del flujo supersónico. A medida que la onda de choque se aleja del aparato, la presión disminuye y la onda de choque se convierte en una onda de sonido. Puede llegar a un observador externo, que oirá un sonido característico parecido a una explosión. Se cree que esto indica que el dispositivo ha alcanzado la velocidad del sonido cuando el avión supera la barrera del sonido.

¿Qué está pasando realmente?

El llamado momento de ruptura de la barrera del sonido representa en la práctica el paso de una onda de choque junto con el rugido creciente de los motores de los aviones. Ahora el dispositivo se adelanta al sonido que lo acompaña, por lo que después se escuchará el zumbido del motor. Acercarse a la velocidad del sonido fue posible durante la Segunda Guerra Mundial, pero al mismo tiempo los pilotos notaron señales alarmantes en el funcionamiento de los aviones.

Después del final de la guerra, muchos diseñadores de aviones y pilotos intentaron alcanzar la velocidad del sonido y romper la barrera del sonido, pero muchos de estos intentos terminaron trágicamente. Los científicos pesimistas argumentaron que este límite no se podía exceder. No de forma experimental, sino científica, fue posible explicar la naturaleza del concepto de “barrera del sonido” y encontrar formas de superarla.

Es posible realizar vuelos seguros a velocidades transónicas y supersónicas evitando una crisis de olas, cuya aparición depende de los parámetros aerodinámicos de la aeronave y de la altitud del vuelo. Los cambios de un nivel de velocidad a otro deben realizarse lo más rápido posible utilizando el sistema de postcombustión, lo que ayudará a evitar un largo vuelo en la zona de crisis de las olas. La crisis de las olas como concepto surgió del transporte acuático. Surgió cuando los barcos se movían a una velocidad cercana a la velocidad de las olas en la superficie del agua. Entrar en una crisis de olas implica dificultad para aumentar la velocidad, y si se supera la crisis de olas de la forma más sencilla posible, se puede entrar en el modo de planeo o deslizamiento sobre la superficie del agua.

Historia en el control de aeronaves.

La primera persona que alcanzó una velocidad de vuelo supersónica en un avión experimental fue el piloto estadounidense Chuck Yeager. Su logro pasó a la historia el 14 de octubre de 1947. En el territorio de la URSS, la barrera del sonido fue rota el 26 de diciembre de 1948 por Sokolovsky y Fedorov, que pilotaban un caza experimentado.

Entre los civiles, el avión de pasajeros Douglas DC-8 rompió la barrera del sonido, que el 21 de agosto de 1961 alcanzó una velocidad de 1,012 Mach o 1262 km/h. El objetivo del vuelo era recopilar datos para el diseño del ala. Entre los aviones, el récord mundial lo estableció un misil aerobalístico hipersónico aire-tierra, que está en servicio en el ejército ruso. A una altitud de 31,2 kilómetros, el cohete alcanzó una velocidad de 6.389 km/h.

50 años después de romper la barrera del sonido en el aire, el inglés Andy Green logró un logro similar en un automóvil. El estadounidense Joe Kittinger intentó batir el récord en caída libre, alcanzando una altura de 31,5 kilómetros. Hoy, 14 de octubre de 2012, Felix Baumgartner batió un récord mundial, sin ayuda de transporte, en caída libre desde una altura de 39 kilómetros, superando la barrera del sonido. Su velocidad alcanzó los 1.342,8 kilómetros por hora.

La ruptura más inusual de la barrera del sonido

Es extraño pensarlo, pero el primer invento en el mundo que superó este límite fue el látigo común, inventado por los antiguos chinos hace casi 7 mil años. Casi hasta la invención de la fotografía instantánea en 1927, nadie sospechaba que el chasquido de un látigo era un estallido sónico en miniatura. Un movimiento brusco forma un bucle y la velocidad aumenta bruscamente, lo que se confirma con el clic. La barrera del sonido se rompe a una velocidad de unos 1200 km/h.

El misterio de la ciudad más ruidosa

No es de extrañar que los habitantes de las ciudades pequeñas se sorprendan cuando ven la capital por primera vez. La abundancia de transporte, cientos de restaurantes y centros de entretenimiento te confunden y perturban. El comienzo de la primavera en la capital suele fecharse en abril, y no en el rebelde y ventisco marzo. En abril hay cielos despejados, los arroyos fluyen y los capullos florecen. La gente, cansada por el largo invierno, abre de par en par las ventanas al sol y el ruido de la calle irrumpe en sus casas. Los pájaros cantan ensordecedoramente en la calle, los artistas cantan, los alegres estudiantes recitan poesía, por no hablar del ruido de los atascos y del metro. Los empleados del departamento de higiene señalan que permanecer mucho tiempo en una ciudad ruidosa es perjudicial para la salud. El fondo sonoro de la capital está formado por el transporte,
Ruido aeronáutico, industrial y doméstico. El más dañino es el ruido de los automóviles, ya que los aviones vuelan bastante alto y el ruido de las empresas se disuelve en sus edificios. El rugido constante de los coches en las carreteras especialmente transitadas supera el doble de todos los estándares permitidos. ¿Cómo supera la capital la barrera del sonido? Moscú es un lugar peligroso por la abundancia de sonidos, por lo que los residentes de la capital instalan ventanas de doble acristalamiento para amortiguar el ruido.

¿Cómo se asalta la barrera del sonido?

Hasta 1947 no había datos reales sobre el bienestar de una persona en la cabina de un avión que vuela más rápido que el sonido. Resulta que romper la barrera del sonido requiere cierta fuerza y ​​coraje. Durante el vuelo, queda claro que no hay garantía de supervivencia. Ni siquiera un piloto profesional puede decir con seguridad si el diseño del avión resistirá un ataque de los elementos. En cuestión de minutos, el avión puede simplemente desmoronarse. ¿Qué explica esto? Cabe señalar que el movimiento a velocidad subsónica crea ondas acústicas que se extienden como círculos a partir de una piedra caída. La velocidad supersónica provoca ondas de choque y una persona parada en el suelo escucha un sonido similar a una explosión. Sin ordenadores potentes era difícil resolver problemas complejos y había que recurrir a modelos de soplado en túneles de viento. A veces, cuando la aceleración del avión es insuficiente, la onda de choque alcanza tal fuerza que las ventanas de las casas sobre las que vuela salen volando. No todo el mundo podrá superar la barrera del sonido, porque en este momento toda la estructura tiembla y los soportes del dispositivo pueden sufrir daños importantes. Por eso la buena salud y la estabilidad emocional son tan importantes para los pilotos. Si el vuelo transcurre sin problemas y se supera la barrera del sonido lo más rápido posible, ni el piloto ni los posibles pasajeros experimentarán sensaciones especialmente desagradables. En enero de 1946 se construyó un avión de investigación específicamente para romper la barrera del sonido. La creación de la máquina se inició por orden del Ministerio de Defensa, pero en lugar de armas estaba equipada con equipo científico que monitoreaba el funcionamiento de mecanismos e instrumentos. Este avión era como un misil de crucero moderno con un motor cohete incorporado. El avión superó la barrera del sonido a una velocidad máxima de 2736 km/h.

Monumentos verbales y materiales para conquistar la velocidad del sonido.

Los logros alcanzados en la superación de la barrera del sonido siguen siendo muy valorados en la actualidad. Así, el avión en el que Chuck Yeager lo superó por primera vez ahora se exhibe en el Museo Nacional del Aire y el Espacio, ubicado en Washington. Pero los parámetros técnicos de este invento humano valdrían poco sin los méritos del propio piloto. Chuck Yeager fue a la escuela de vuelo y luchó en Europa, después de lo cual regresó a Inglaterra. La injusta exclusión de volar no quebró el ánimo de Yeager, y logró una recepción con el comandante en jefe de las tropas europeas. En los años que quedaron hasta el final de la guerra, Yeager participó en 64 misiones de combate, durante las cuales derribó 13 aviones. Chuck Yeager regresó a su tierra natal con el grado de capitán. Sus características indican una intuición fenomenal, una compostura increíble y resistencia en situaciones críticas. Más de una vez Yeager batió récords en su avión. Continuó su carrera en las unidades de la Fuerza Aérea, donde entrenó a pilotos. La última vez que Chuck Yeager rompió la barrera del sonido fue a los 74 años, en el quincuagésimo aniversario de su historia de vuelo y en 1997.

Tareas complejas de los creadores de aviones.

El mundialmente famoso avión MiG-15 comenzó a crearse en el momento en que los desarrolladores se dieron cuenta de que era imposible confiar únicamente en romper la barrera del sonido, sino que era necesario resolver problemas técnicos complejos. Como resultado, se creó una máquina con tanto éxito que sus modificaciones entraron en servicio en diferentes países. Varias oficinas de diseño diferentes entraron en una especie de lucha competitiva, cuyo premio era una patente para el avión más exitoso y funcional. Se desarrollaron aviones con alas en flecha, lo que supuso una revolución en su diseño. El dispositivo ideal tenía que ser potente, rápido e increíblemente resistente a cualquier daño externo. Las alas en flecha de los aviones se convirtieron en un elemento que les ayudaba a triplicar la velocidad del sonido. Luego siguió aumentando, lo que se explica por el aumento de la potencia del motor, el uso de materiales innovadores y la optimización de los parámetros aerodinámicos. Superar la barrera del sonido se ha vuelto posible y real incluso para un no profesional, pero esto no la hace menos peligrosa, por lo que cualquier entusiasta de los deportes extremos debería evaluar con sensatez sus puntos fuertes antes de decidirse por un experimento de este tipo.

¿Por qué un avión rompe la barrera del sonido con una explosión? ¿Y qué es una “barrera del sonido”?

Existe un malentendido con "pop" causado por un malentendido del término "barrera del sonido". Este "pop" se llama propiamente "boom sónico". Un avión que se mueve a velocidad supersónica crea ondas de choque y aumentos repentinos de presión en el aire circundante. De manera simplificada, estas ondas se pueden imaginar como un cono que acompaña el vuelo de un avión, con el vértice, por así decirlo, atado a la punta del fuselaje, y las generatrices dirigidas contra el movimiento del avión y extendiéndose bastante. , por ejemplo, a la superficie de la tierra.

Cuando el límite de este cono imaginario, que marca el frente de la onda sonora principal, llega al oído humano, se escucha un salto brusco de presión en forma de palmada. El boom sónico, como si estuviera atado, acompaña todo el vuelo del avión, siempre que el avión se mueva lo suficientemente rápido, aunque a una velocidad constante. El aplauso parece ser el paso de la onda principal de un boom sónico sobre un punto fijo de la superficie de la tierra, donde, por ejemplo, se encuentra el oyente.

En otras palabras, si un avión supersónico comenzara a volar de un lado a otro sobre el oyente a una velocidad constante pero supersónica, entonces el estallido se escucharía cada vez, algún tiempo después de que el avión sobrevolara al oyente a una distancia bastante cercana.

Y la "barrera del sonido" en aerodinámica es un salto brusco en la resistencia del aire que se produce cuando un avión alcanza una cierta velocidad límite cercana a la velocidad del sonido. Cuando se alcanza esta velocidad, la naturaleza del flujo de aire alrededor del avión cambia drásticamente, lo que en un momento hizo muy difícil alcanzar velocidades supersónicas. Un avión subsónico ordinario no es capaz de volar constantemente más rápido que el sonido, por mucho que se acelere; simplemente perderá el control y se desmoronará.

Para superar la barrera del sonido, los científicos tuvieron que desarrollar un ala con un perfil aerodinámico especial e idear otros trucos. Es interesante que el piloto de un avión supersónico moderno tenga un buen sentido de "superar" la barrera del sonido con su avión: al cambiar al flujo supersónico, se siente un "choque aerodinámico" y "saltos" característicos en la capacidad de control. Pero estos procesos no están directamente relacionados con los “aplausos” en el terreno.

Antes de que el avión supere la barrera del sonido, puede formarse una nube inusual, cuyo origen aún no está claro. Según la hipótesis más popular, cerca del avión se produce una caída de presión y se produce el llamado Singularidad de Prandtl-Glauert seguido de la condensación de gotas de agua del aire húmedo. En realidad, ves la condensación en las fotos de abajo...

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El 14 de octubre de 1947, la humanidad cruzó otro hito. El límite es bastante objetivo y se expresa en una determinada cantidad física: la velocidad del sonido en el aire, que en las condiciones de la atmósfera terrestre está, dependiendo de su temperatura y presión, dentro del rango de 1100-1200 km/h. La velocidad supersónica fue conquistada por el piloto estadounidense Chuck Yeager (Charles Elwood "Chuck" Yeager), un joven veterano de la Segunda Guerra Mundial, que poseía un coraje extraordinario y una fotogenia excelente, gracias a lo cual inmediatamente se hizo popular en su tierra natal, como a los 14 años. más tarde Yuri Gagarin.

Y realmente hizo falta valor para cruzar la barrera del sonido. El piloto soviético Ivan Fedorov, que repitió el logro de Yeager un año después, en 1948, recordó sus sentimientos en ese momento: “Antes del vuelo para romper la barrera del sonido, se hizo evidente que no había garantía de sobrevivir después. Nadie sabía prácticamente qué era y si el diseño del avión podría resistir los elementos. Pero tratamos de no pensar en eso”.

De hecho, no estaba del todo claro cómo se comportaría el coche a velocidad supersónica. Los diseñadores de aviones todavía tenían frescos recuerdos de la repentina desgracia de los años 30, cuando, con el aumento de la velocidad de los aviones, tuvieron que resolver urgentemente el problema del aleteo, las autooscilaciones que surgen tanto en las estructuras rígidas del avión como en su piel, destrozando el avión en cuestión de minutos. El proceso se desarrolló como una avalancha, rápidamente, los pilotos no tuvieron tiempo de cambiar el modo de vuelo y las máquinas se desmoronaron en el aire. Durante bastante tiempo, matemáticos y diseñadores de varios países lucharon por resolver este problema. Al final, la teoría del fenómeno fue creada por el entonces joven matemático ruso Mstislav Vsevolodovich Keldysh (1911-1978), más tarde presidente de la Academia de Ciencias de la URSS. Con la ayuda de esta teoría, fue posible encontrar una manera de deshacerse para siempre de este desagradable fenómeno.

Está claro que se esperaban sorpresas igualmente desagradables por parte de la barrera del sonido. La solución numérica de complejas ecuaciones diferenciales de aerodinámica en ausencia de potentes ordenadores era imposible y había que confiar en "soplar" los modelos en túneles de viento. Pero desde consideraciones cualitativas quedó claro que cuando se alcanzó la velocidad del sonido, apareció una onda de choque cerca del avión. El momento más crucial es la ruptura de la barrera del sonido, cuando se compara la velocidad del avión con la velocidad del sonido. En este momento, la diferencia de presión en diferentes lados del frente de onda aumenta rápidamente, y si el momento dura más de un instante, el avión no puede desmoronarse peor que por aleteo. A veces, al romper la barrera del sonido con una aceleración insuficiente, la onda de choque generada por el avión incluso arranca los cristales de las ventanas de las casas que se encuentran en el suelo.

La relación entre la velocidad de un avión y la velocidad del sonido se llama número de Mach (llamado así en honor al famoso mecánico y filósofo alemán Ernst Mach). Al pasar la barrera del sonido, al piloto le parece que el número M salta uno a pasos agigantados: Chuck Yeager vio cómo la aguja del velocímetro saltaba de 0,98 a 1,02, tras lo cual de hecho se hizo un silencio “divino” en la cabina. aparente: sólo un nivel La presión sonora en la cabina del avión cae varias veces. Este momento de “purificación del sonido” es muy insidioso y le costó la vida a muchos probadores. Pero había poco peligro de que su avión X-1 se desmoronara.

El X-1, fabricado por Bell Aircraft en enero de 1946, era un avión puramente de investigación diseñado para romper la barrera del sonido y nada más. A pesar de que el vehículo fue encargado por el Ministerio de Defensa, en lugar de armas estaba equipado con equipo científico que monitorea el funcionamiento de componentes, instrumentos y mecanismos. El X-1 era como un misil de crucero moderno. Tenía un motor cohete Reaction Motors con un empuje de 2722 kg. Peso máximo al despegue 6078 kg. Longitud 9,45 m, altura 3,3 m, envergadura 8,53 m, velocidad máxima a una altitud de 18290 m 2736 km/h. El vehículo fue lanzado desde un bombardero estratégico B-29 y aterrizó sobre “esquís” de acero en un lago salado seco.

Los “parámetros tácticos y técnicos” de su piloto no son menos impresionantes. Chuck Yeager nació el 13 de febrero de 1923. Después de la escuela fui a la escuela de vuelo y después de graduarme fui a luchar a Europa. Derribó un Messerschmitt-109. Él mismo fue derribado en los cielos de Francia, pero fue salvado por partisanos. Como si nada hubiera pasado, regresó a su base en Inglaterra. Sin embargo, el atento servicio de contrainteligencia, sin creer en la milagrosa liberación del cautiverio, suspendió al piloto y lo envió a la retaguardia. El ambicioso Yeager logró una recepción con el comandante en jefe de las fuerzas aliadas en Europa, el general Eisenhower, quien le creyó. Y no se equivocó: en los seis meses que quedaban hasta el final de la guerra, realizó 64 misiones de combate, derribó 13 aviones enemigos, 4 en una batalla. Y regresó a su tierra natal con el grado de capitán con un excelente expediente, que decía que tenía una intuición de vuelo fenomenal, una compostura increíble y una resistencia asombrosa en cualquier situación crítica. Gracias a esta característica, fue incluido en el equipo de probadores supersónicos, que fueron seleccionados y entrenados con el mismo cuidado que los astronautas posteriores.

Al cambiar el nombre del X-1 a "Glamorous Glennis" en honor a su esposa, Yeager estableció récords con él más de una vez. A finales de octubre de 1947 cayó el anterior récord de altitud de 21.372 m. En diciembre de 1953, una nueva modificación del vehículo, el X-1A, alcanzó una velocidad de 2,35 m y casi 2.800 km/h, y seis meses después la ascendió. a una altura de 27.430 m Y antes Además, se realizaron pruebas de varios cazas lanzados en serie y pruebas de nuestro MiG-15, capturado y transportado a América durante la Guerra de Corea. Posteriormente, Yeager comandó varias unidades de prueba de la Fuerza Aérea tanto en los Estados Unidos como en bases estadounidenses en Europa y Asia, participó en operaciones de combate en Vietnam y entrenó a pilotos. Se retiró en febrero de 1975 con el grado de general de brigada, después de haber volado 10 mil horas durante su valiente servicio, probó 180 modelos supersónicos diferentes y reunió una colección única de órdenes y medallas. A mediados de los 80, se hizo una película basada en la biografía del valiente que fue el primero en el mundo en conquistar la barrera del sonido, y después Chuck Yeager ni siquiera se convirtió en un héroe, sino en una reliquia nacional. Voló un F-16 por última vez el 14 de octubre de 1997, rompiendo la barrera del sonido en el cincuentenario de su histórico vuelo. Yeager tenía entonces 74 años. En general, como decía el poeta, a estas personas hay que convertirles en clavos.

Hay muchas personas así al otro lado del océano. Los diseñadores soviéticos comenzaron a intentar conquistar la barrera del sonido al mismo tiempo que los estadounidenses. Pero para ellos esto no fue un fin en sí mismo, sino un acto completamente pragmático. Si el X-1 era una máquina puramente de investigación, entonces en nuestro país la barrera del sonido fue asaltada por los prototipos de cazas, que se suponía que se lanzarían en serie para equipar a las unidades de la Fuerza Aérea.

En el concurso participaron varias oficinas de diseño: Lavochkin Design Bureau, Mikoyan Design Bureau y Yakovlev Design Bureau, que simultáneamente desarrollaron aviones con alas en flecha, que entonces era una solución de diseño revolucionaria. Alcanzaron la meta supersónica en este orden: La-176 (1948), MiG-15 (1949), Yak-50 (1950). Sin embargo, allí el problema se resolvió en un contexto bastante complejo: un vehículo militar no sólo debe tener alta velocidad, sino también muchas otras cualidades: maniobrabilidad, capacidad de supervivencia, tiempo mínimo de preparación previa al vuelo, armas poderosas, municiones impresionantes, etc. etcétera. También cabe señalar que en la época soviética, las decisiones de las comisiones estatales de aceptación a menudo estaban influenciadas no sólo por factores objetivos, sino también por factores subjetivos asociados con las maniobras políticas de los desarrolladores. Todo este conjunto de circunstancias llevó al lanzamiento del caza MiG-15, que tuvo un buen desempeño en los escenarios locales de operaciones militares en los años 50. Fue este auto, capturado en Corea, como se mencionó anteriormente, el que Chuck Yeager “condujo”.

El La-176 utilizó un barrido récord del ala en ese momento, igual a 45 grados. El motor turborreactor VK-1 proporcionaba un empuje de 2700 kg. Longitud 10,97 m, envergadura 8,59 m, superficie alar 18,26 m2. Peso de despegue 4636 kg. Techo 15.000 m Alcance de vuelo 1000 km. Armamento un cañón de 37 mm y dos de 23 mm. El coche estuvo listo en el otoño de 1948 y en diciembre comenzaron sus pruebas de vuelo en Crimea, en un aeródromo militar cerca de la ciudad de Saki. Entre los que dirigieron las pruebas se encontraba el futuro académico Vladimir Vasilievich Struminsky (1914-1998); los pilotos del avión experimental fueron el capitán Oleg Sokolovsky y el coronel Ivan Fedorov, quien más tarde recibió el título de Héroe de la Unión Soviética. Sokolovsky, en un absurdo accidente, murió durante el cuarto vuelo, olvidándose de cerrar la capota de la cabina.

El coronel Ivan Fedorov rompió la barrera del sonido el 26 de diciembre de 1948. Habiendo alcanzado una altura de 10 mil metros, giró la palanca de control y comenzó a acelerar en picado. “Estoy acelerando mi 176 desde una gran altura”, recuerda el piloto. Se oye un tedioso silbido bajo. Al aumentar la velocidad, el avión se precipita hacia el suelo. En la escala del velocímetro, la aguja pasa de números de tres dígitos a números de cuatro dígitos. El avión tiembla como si tuviera fiebre. ¡Y de repente silencio! Se ha superado la barrera del sonido. La decodificación posterior de los oscilogramas mostró que el número M había excedido uno”. Esto sucedió a una altitud de 7.000 metros, donde se registró una velocidad de 1,02 m.

Posteriormente, la velocidad de los aviones tripulados siguió aumentando constantemente gracias al aumento de la potencia de los motores, el uso de nuevos materiales y la optimización de los parámetros aerodinámicos. Sin embargo, este proceso no es ilimitado. Por un lado, se ve inhibido por consideraciones de racionalidad, cuando se tienen en cuenta el consumo de combustible, los costes de desarrollo, la seguridad de los vuelos y otras consideraciones no ociosas. E incluso en la aviación militar, donde el dinero y la seguridad de los pilotos no son tan importantes, las velocidades de las máquinas más "rápidas" oscilan entre 1,5 millones y 3 millones. Parece que no hace falta más. (El récord de velocidad para aviones tripulados con motores a reacción pertenece al avión de reconocimiento estadounidense SR-71 y es de 3,2 M.)

Por otro lado, existe una barrera térmica insuperable: a una determinada velocidad, el calentamiento de la carrocería por fricción con el aire se produce tan rápidamente que es imposible eliminar el calor de su superficie. Los cálculos muestran que a presión normal esto debería ocurrir a una velocidad del orden de 10 Mach.

Sin embargo, el límite de 10M aún se alcanzó en el mismo campo de entrenamiento de Edwards. Esto sucedió en 2005. El poseedor del récord lo obtuvo el avión cohete no tripulado X-43A, fabricado como parte del ambicioso programa Hiper-X de siete años de duración para desarrollar un nuevo tipo de tecnología diseñada para cambiar radicalmente el rostro de la futura tecnología espacial y de cohetes. Su coste es de 230 millones de dólares y el récord se estableció a una altitud de 33 mil metros. El dron utiliza un nuevo sistema de aceleración. Primero, se dispara un cohete tradicional de combustible sólido, con la ayuda del cual el X-43A alcanza una velocidad de 7 Mach, y luego se enciende un nuevo tipo de motor: un motor estatorreactor hipersónico (scramjet o scramjet), en en el que se utiliza aire atmosférico ordinario como oxidante y como oxidante se utiliza combustible gaseoso: hidrógeno (un esquema bastante clásico de explosión incontrolada).

De acuerdo con el programa, se fabricaron tres modelos de vehículos no tripulados que, tras completar la tarea, se ahogaron en el océano. La siguiente etapa pasa por la creación de vehículos tripulados. Después de probarlos, los resultados obtenidos se tendrán en cuenta a la hora de crear una amplia variedad de dispositivos “útiles”. Además de los aviones, se crearán vehículos militares hipersónicos (bombarderos, aviones de reconocimiento y aviones de transporte) para las necesidades de la NASA. Boeing, que participa en el programa Hiper-X, planea crear un avión hipersónico con capacidad para 250 pasajeros entre 2030 y 2040. Está claro que no habrá ventanas que a tales velocidades afecten la aerodinámica y no resistan el calentamiento térmico. En lugar de ventanillas, hay pantallas con grabaciones de vídeo del paso de las nubes.

No hay duda de que este tipo de transporte tendrá demanda, ya que cuanto más se avanza, más caro se vuelve el tiempo, acomodando cada vez más emociones, dólares ganados y otros componentes de la vida moderna en una unidad de tiempo. En este sentido, no hay duda de que algún día las personas se convertirán en mariposas de un día: un día será tan lleno de acontecimientos como toda la vida humana actual (o más bien, ayer). Y se puede suponer que alguien o algo está implementando el programa Hiper-X en relación con la humanidad.

¿Has escuchado un sonido fuerte, como una explosión, cuando un avión a reacción sobrevuela? Este sonido se produce cuando un avión rompe la barrera del sonido. ¿Qué es la barrera del sonido y por qué un avión emite ese sonido?

Como sabes, el sonido viaja a cierta velocidad. La velocidad depende de la altitud. Al nivel del mar, la velocidad del sonido es de aproximadamente 1.220 kilómetros por hora, y a una altitud de 11.000 metros, 1.060 kilómetros por hora. Cuando un avión vuela a velocidades cercanas a la velocidad del sonido, está sometido a ciertas tensiones. Cuando vuela a velocidades normales (subsónicas), la parte delantera del avión empuja una onda de presión delante de él. Esta onda viaja a la velocidad del sonido.

La onda de presión es causada por la acumulación de partículas de aire a medida que el avión avanza. La onda se mueve más rápido que el avión cuando este vuela a velocidades subsónicas. Y como resultado, resulta que el aire pasa libremente sobre las superficies de las alas del avión.

Ahora miremos un avión que vuela a la velocidad del sonido. No hay ninguna onda de presión delante del avión. En cambio, lo que sucede es que se forma una onda de presión delante del ala (ya que el avión y la onda de presión se mueven a la misma velocidad).

Ahora se forma una onda de choque que provoca grandes cargas en el ala del avión. La expresión “barrera del sonido” se remonta a antes de que los aviones pudieran volar a la velocidad del sonido y se pensaba que describía las tensiones que experimentaría un avión a esas velocidades. Esto se consideró una "barrera".

¡Pero la velocidad del sonido no es una barrera en absoluto! Los ingenieros y diseñadores de aviones superaron el problema de las nuevas cargas. Y lo único que nos queda de las viejas opiniones es que el impacto es causado por una onda de choque cuando el avión vuela a velocidades supersónicas.

El término "barrera del sonido" describe engañosamente las condiciones que ocurren cuando un avión viaja a cierta velocidad. Se podría pensar que cuando el avión alcanza la velocidad del sonido aparece algo así como una “barrera”, ¡pero no sucede nada de eso!

Para entender todo esto, consideremos un avión que vuela a una velocidad normal y baja. A medida que el avión avanza, se forma una onda de compresión delante del avión. Está formado por un avión que avanza y comprime las partículas de aire.

Esta onda avanza delante del avión a la velocidad del sonido. Y su velocidad es superior a la de un avión, que, como ya hemos dicho, vuela a baja velocidad. Avanzando por delante del avión, esta onda obliga a las corrientes de aire a fluir alrededor del plano del avión.

Ahora imagina que el avión vuela a la velocidad del sonido. No se forman ondas de compresión delante del avión, ya que tanto el avión como las ondas tienen la misma velocidad. Por tanto, la onda se forma delante de las alas.

Como resultado, aparece una onda de choque que crea grandes cargas en las alas del avión. Antes de que los aviones alcanzaran y superaran la barrera del sonido, se creía que tales ondas de choque y fuerzas g crearían algo así como una barrera para el avión: la "barrera del sonido". Sin embargo, no existía la barrera del sonido, ya que los ingenieros aeronáuticos desarrollaron un diseño de avión especial para ello.

Por cierto, el fuerte "golpe" que escuchamos cuando un avión pasa la "barrera del sonido" es la onda de choque de la que ya hemos hablado, cuando la velocidad del avión y la onda de compresión son iguales.