Mire gondolunk, amikor meghalljuk a „hangfal” kifejezést? Egy bizonyos határ és gát, amelynek leküzdése komolyan befolyásolhatja a hallást és a közérzetet. Általában a hangfalat a légtér meghódításával és a pilóta szakmával társítják.
Ezen akadály leküzdése krónikus betegségek, fájdalomszindrómák és allergiás reakciók kialakulását idézheti elő. Helyesek ezek a felfogások vagy sztereotípiák? Van-e tényalapjuk? Mi az a hangfal? Hogyan és miért fordul elő? Mindezt és néhány további árnyalatot, valamint az ehhez a fogalomhoz kapcsolódó történelmi tényeket megpróbáljuk kideríteni ebben a cikkben.
Ez a titokzatos tudomány az aerodinamika
Az aerodinamika tudományában, amelynek célja a
repülőgép mozgását kísérő jelenségek magyarázata, létezik a "hangsorompó" fogalma. Ez egy sorolyan jelenségek, amelyek a hangsebességhez közeli vagy nagyobb sebességgel mozgó szuperszonikus repülőgépek vagy rakéták mozgása során jelentkeznek.
Mi az a lökéshullám?
A készülék körüli szuperszonikus áramlás során lökéshullám keletkezik a szélcsatornában. Nyomai szabad szemmel is láthatók. A földön sárga vonallal vannak jelölve. A lökéshullám kúpján kívül, a sárga vonal előtt, a földön nem is hallható a gép. A hangot meghaladó sebességgel a testek áramlásnak vannak kitéve a hangsugár körül, ami lökéshullámot eredményez. A test alakjától függően egynél több is lehet.
Lökéshullám transzformáció
A lökéshullám eleje, amelyet néha lökéshullámnak is neveznek, meglehetősen kicsi vastagságú, ami azonban lehetővé teszi az áramlás tulajdonságaiban bekövetkező hirtelen változások, sebességének csökkenéséhez képest nyomon követését. a testet és az áramlásban lévő gáz nyomásának és hőmérsékletének megfelelő növekedését. Ebben az esetben a mozgási energia részben átalakul a gáz belső energiájává. Ezen változások száma közvetlenül függ a szuperszonikus áramlás sebességétől. Ahogy a lökéshullám eltávolodik a készüléktől, a nyomásesés csökken, és a lökéshullám hanggá alakul. El tud érni egy külső szemlélőt, aki jellegzetes, robbanásra emlékeztető hangot hall. Egyes vélemények szerint ez azt jelzi, hogy az eszköz elérte a hangsebességet, amikor a hangsorompót a repülőgép mögött hagyja.
Mi történik valójában?
Az úgynevezett pillanata hanggát leküzdése a gyakorlatban egy lökéshullám áthaladása a repülőgép-hajtóművek növekvő dübörgésével. Most az egység megelőzi a kísérő hangot, így a motor zümmögése utána hallatszik. A repülőgépek sebességének hangsebességhez való közelítése a második világháború idején vált lehetővé, ugyanakkor a pilóták riasztójeleket észleltek a repülőgépek működésében.
A háború vége után sok repülőgép-tervező és pilóta igyekezett elérni a hangsebességet és áttörni a hangfalat, de sok ilyen próbálkozás tragikusan végződött. A pesszimista tudósok azzal érveltek, hogy ezt a határt nem lehet túllépni. Semmiképpen sem kísérleti, hanem tudományos módszerrel sikerült megmagyarázni a „hanggát” fogalmának természetét, és módokat találni annak leküzdésére.
Levezetett ajánlások a biztonságos repüléshez
Biztonságos repülések transzonikus és szuperszonikus sebességgel akkor lehetségesek, ha elkerüljük a hullámválságot, amelynek előfordulása a repülőgép aerodinamikai paramétereitől és a repülés magasságától függ. Az egyik sebességfokozatról a másikra való átállást a lehető leggyorsabban utóégető segítségével kell végrehajtani, ami segít elkerülni a hosszú repülést a hullámválság zónában. A hullámválság mint fogalom a vízi közlekedésből származott. Akkor keletkezett, amikor a hajók a víz felszínén a hullámok sebességéhez közeli sebességgel mozogtak. A hullámválságba kerülés a sebesség növelésének nehézségével jár, és ha a lehető legegyszerűbb a hullámválság leküzdése, akkor elérhetigyalulás vagy csúsztatás mód a víz felszínén.
A repülőgép-irányítás története
Az első ember, aki szuperszonikus repülési sebességet ért el kísérleti repülőgépen, Chuck Yeager amerikai pilóta. Eredményét 1947. október 14-én jegyzi a történelem. A Szovjetunió területén a hanggátat 1948. december 26-án Szokolovszkij és Fedorov vette át, akik egy tapaszt alt vadászgéppel repültek.
A polgári repülőgépek közül elsőként a Douglas DC-8 utasszállító repülőgép törte át a hangfalat, amely 1961. augusztus 21-én 1,012 Mach, azaz 1262 km/h sebességet ért el. A küldetés az volt, hogy adatokat gyűjtsenek a szárnytervezéshez. A repülőgépek közül a világrekordot egy hiperszonikus levegő-föld aeroballisztikus rakéta állította fel, amely az orosz hadsereg szolgálatában áll. 31,2 kilométeres magasságban a rakéta 6389 km/h sebességet ért el.
50 évvel azután, hogy áttörte a hangfalat a levegőben, az angol Andy Green hasonló eredményt ért el egy autóban. Szabadesésben az amerikai Joe Kittinger próbálta megdönteni a rekordot, aki 31,5 kilométeres magasságot hódított meg. Felix Baumgartner ma, 2012. október 14-én, jármű segítsége nélkül, 39 kilométeres magasságból, a hangfalat áttörve szabadesésben állított fel világrekordot. Ugyanakkor sebessége elérte az 1342,8 kilométer/órát.
A hangsorompó legszokatlanabb áttörése
Furcsa belegondolni, de a világ első találmánya,ezt a határt leküzdve a szokásos ostor volt, amelyet az ősi kínaiak találtak fel közel 7 ezer évvel ezelőtt. Szinte az azonnali fényképezés 1927-es feltalálásáig senki sem gyanította, hogy az ostorpattanás egy miniatűr hangroham. Az éles kilengés hurkot képez, és a sebesség meredeken növekszik, ami megerősíti a kattanást. A hangfalat körülbelül 1200 km/h sebességgel lehet legyőzni.
A legzajosabb város rejtélye
Nem csoda, hogy a kisvárosok lakói megdöbbennek, amikor először látják a fővárost. A rengeteg közlekedés, a több száz étterem és szórakoztató központ összezavarja és nyugtalanítja. A fővárosban a tavasz kezdetét általában áprilisra datálják, nem a lázadó hóvihar márciusát. Áprilisban tiszta az ég, patakok futnak, rügyek nyílnak. Az emberek, akik belefáradtak a hosszú télbe, szélesre nyitják ablakaikat a nap felé, és az utcai zaj betör a házakba. Az utcán fülsiketítően csiripelnek a madarak, énekelnek a művészek, a vidám diákok verseket mondanak, nem beszélve a dugók és a metró zajáról. A higiéniai osztályok dolgozói megjegyzik, hogy egészségtelen hosszú ideig tartózkodni egy zajos városban. A főváros hanghátterét közlekedési, légi, ipari és háztartási zajok alkotják. A legkárosabb éppen az autózaj, mivel a gépek elég magasan repülnek, és a vállalkozások zaja feloldódik az épületeikben. Az autók állandó zümmögése a különösen forgalmas autópályákon kétszeresen meghaladja az összes megengedett normát. Hogyan győzik le a hanggátat a fővárosban? Moszkva veszélyes a rengeteg hang miatt, ezért a főváros lakói dupla üvegezésű ablakokat szerelnek fel a zaj tompítására.
Hogyan lehet áttörni a hangfalat?
1947-ig nem voltak tényleges adatok a hangnál gyorsabban repülő repülőgép pilótafülkében tartózkodó személy jólétéről. Mint kiderült, a hangfal áttöréséhez bizonyos erő és bátorság kell. A repülés során világossá válik, hogy nincs garancia a túlélésre. Még egy hivatásos pilóta sem tudja biztosan megmondani, hogy a repülőgép kialakítása ellenáll-e az elemek támadásának. Percek alatt a gép egyszerűen széteshet. Mi magyarázza ezt? Meg kell jegyezni, hogy a szubszonikus sebességű mozgás akusztikus hullámokat hoz létre, amelyek körökként szóródnak szét a ledőlt kőből. A szuperszonikus sebesség lökéshullámokat gerjeszt, és a földön álló ember robbanáshoz hasonló hangot hall. Erőteljes számítógépek nélkül nehéz volt bonyolult differenciálegyenleteket megoldani, és a szélcsatornákban fújó modellekre kellett hagyatkozni. Néha a repülőgép elégtelen gyorsulásával a lökéshullám olyan erősséget ér el, hogy az ablakok kirepülnek azokból a házakból, amelyek felett a repülőgép repül. Nem mindenki fogja tudni leküzdeni a hanggátat, mert ebben a pillanatban az egész szerkezet remeg, a készülék rögzítései jelentős sérüléseket szenvedhetnek. Ezért a jó egészség és az érzelmi stabilitás nagyon fontos a pilóták számára. Ha a repülés zökkenőmentes, és a hanggátat a lehető leggyorsabban leküzdjük, akkor sem a pilóta, sem a lehetséges utasok nem fognak különösebben kellemetlen érzéseket érezni. Kifejezetten a hangsorompó meghódítására építettek egy kutatórepülőt 1946 januárjában. A gép létrehozása az volthonvédelmi tárca utasítására kezdeményezték, de fegyverek helyett olyan tudományos berendezésekkel tömték meg, amelyek a mechanizmusok és eszközök működését figyelték. Ez a repülőgép olyan volt, mint egy modern cirkálórakéta beépített rakétamotorral. A repülőgép 2736 km/h maximális sebességgel áttörte a hangfalat.
Szóbeli és tárgyi emlékművek a hangsebesség meghódítására
Ma nagyra értékelik a hangfalak áttörésében elért eredményeket. Tehát a repülőgép, amelyen Chuck Yeager először győzte le, most a Washingtonban található National Air and Space Museumban látható. De ennek az emberi találmánynak a műszaki paraméterei keveset érnének magának a pilóta érdemei nélkül. Chuck Yeager repülőiskolát végzett, és Európában harcolt, majd visszatért Angliába. A repülés tisztességtelen felfüggesztése nem törte meg Yeager szellemiségét, és kinevezést kapott az európai csapatok főparancsnokához. A háború vége előtt hátralévő években Yeager 64 bevetésen vett részt, amelyek során 13 repülőgépet lőtt le. Chuck Yeager kapitányi rangban tért vissza hazájába. Jellemzői fenomenális intuícióra, hihetetlen higgadtságra és kritikus helyzetekben való kitartásra utalnak. Yeager nem egyszer rekordokat döntött a gépén. Későbbi pályafutása a légierőnél volt, ahol pilótákat képezett ki. Chuck Yeager utoljára 74 évesen törte át a hangfalat, ami repülési történetének ötvenedik évfordulóján és 1997-ben történt.
Repülőgép-alkotók összetett feladataieszközök
A világhírű MiG-15 repülőgépet abban a pillanatban kezdték el készíteni, amikor a fejlesztők rájöttek, hogy lehetetlen csak a hangfal áttörésére alapozni, de összetett műszaki problémákat kell megoldani. Ennek eredményeként egy olyan gépet hoztak létre, amely olyan sikeres volt, hogy a módosításait különböző országok átvették. Több tervezőiroda egyfajta versenyharcba kezdett, melynek díja a legsikeresebb és legfunkcionálisabb repülőgép szabadalma volt. Fejlesztett szárnyú repülőgépeket fejlesztettek ki, ami forradalmat jelentett a tervezésükben. Az ideális készüléknek erősnek, gyorsnak és hihetetlenül ellenállónak kell lennie minden külső sérüléssel szemben. A repülõgép elsodort szárnyai olyan elemmé váltak, amely segített a hangsebesség megháromszorozásában. Továbbá a repülőgépek sebessége tovább nőtt, ami a motorteljesítmény növekedésével, az innovatív anyagok felhasználásával és az aerodinamikai paraméterek optimalizálásával magyarázható. A hanggát áttörése még egy nem profi számára is lehetséges és valóságossá vált, de ettől nem válik kevésbé veszélyessé, ezért minden szélsőséges keresőnek érdemes ésszerűen felmérnie az erősségeit, mielőtt egy ilyen kísérlet mellett dönt.
