Ang eroplano ay ganap na nasa awa ng mga alon ng hangin. Nagpakita ang NASA ng isang supersonic na eroplano na lumilipad laban sa background ng Araw

Ang maliliit na unmanned aerial na sasakyan ay nagiging mas laganap bawat taon - ginagamit ang mga ito sa paggawa ng pelikula ng mga palabas sa telebisyon at mga music video, para sa pagpapatrolya sa mga teritoryo, o para lamang sa kasiyahan. Ang mga lumilipad na drone ay hindi nangangailangan ng espesyal na pahintulot, at ang kanilang gastos ay patuloy na bumababa. Bilang resulta, nagpasya ang mga awtoridad ng aviation sa ilang bansa na pag-aralan kung ang mga device na ito ay nagdudulot ng panganib pampasaherong sasakyang panghimpapawid. Ang mga resulta ng mga unang pag-aaral ay magkasalungat, ngunit sa pangkalahatan ang mga regulator ay dumating sa konklusyon na ang mga flight ng mga pribadong drone ay dapat na kontrolin.

Noong Hulyo 2015, ang eroplano Mga airline ng Lufthansa, na lumapag sa paliparan ng Warsaw, halos bumangga sa isang multicopter, na lumilipad sa layo na wala pang isang daang metro mula dito. Noong Abril 2016, ang mga piloto pampasaherong eroplano mga kumpanya British Airways, na lumapag sa London Airport, ay nag-ulat sa air traffic controllers na nabangga ito ng drone habang lumalapag. Nang maglaon, gayunpaman, ang pagsisiyasat ay dumating sa konklusyon na walang drone, at kung ano ang kinuha ng mga piloto para dito ay malamang na isang ordinaryong pakete na itinaas ng hangin mula sa lupa. Gayunpaman, noong Hulyo 2017, sa paliparan ng British Gatwick, ang isang eroplano ay halos bumangga sa isang drone, pagkatapos kung saan ang mga air traffic controller ay napilitang isara ang isang runway para sa landing at i-redirect ang limang flight sa mga reserbang strip.

Ayon sa British research organization na UK Airprox Board, noong 2016 sa UK mayroong 71 kaso ng mga mapanganib na engkwentro sa pagitan ng mga pampasaherong sasakyang panghimpapawid at mga drone. Ang isang mapanganib na kalapitan sa aviation ay itinuturing na ang diskarte ng isang sasakyang panghimpapawid na may isa pang sasakyang panghimpapawid sa layo na mas mababa sa 150 metro. Mula sa simula ng taong ito, naitala na ang 64 na kaso ng mga drone na papalapit na sasakyang panghimpapawid sa UK. Sa US, noong nakaraang taon, naitala ng mga awtoridad sa aviation ang mas mababa sa 200 kaso ng mapanganib na kalapitan. Kasabay nito, ang mga awtoridad ng aviation ay mayroon pa ring mahinang ideya kung gaano ka delikado ang maliliit na drone para sa mga pampasaherong sasakyang panghimpapawid. Ang ilang mga eksperto ay dating ipinapalagay na ang isang banggaan sa isang drone para sa isang pampasaherong airliner ay hindi mas mapanganib kaysa sa isang regular na strike ng ibon.

Ayon sa espesyal na publikasyong Aviation Week & Space Technology, mula noong 1998, 219 na tao ang namatay sa buong mundo dahil sa mga banggaan sa pagitan ng mga flight ng pasahero at mga ibon, na may malaking proporsyon sa kanila na lumilipad sa maliit na pribadong sasakyang panghimpapawid. Gayunpaman, taun-taon ang mga airline sa buong mundo ay gumagastos ng kabuuang $625–650 milyon para ayusin ang pinsala sa pampasaherong sasakyang panghimpapawid dahil sa mga pagtama ng ibon. Sa pamamagitan ng paraan, sa pangkalahatan mga liner ng pasahero ay itinuturing na lumalaban sa mga direktang hit mula sa mga ibon. Sa pagbuo at pagsubok ng mga bagong sasakyang panghimpapawid, ang mga espesyal na pagsusuri ay isinasagawa - ang sasakyang panghimpapawid ay pinaputok sa mga bangkay ng iba't ibang mga ibon (duck, gansa, manok) upang matukoy ang paglaban nito sa naturang pinsala. Ang pagsuri sa mga makina para sa mga ibon na itinapon sa kanila ay karaniwang sapilitan.

Noong kalagitnaan ng Marso noong nakaraang taon, inihayag ng mga mananaliksik mula sa American George Mason University na ang banta ng mga drone sa aviation ay labis na pinalaki. Pinag-aralan nila ang mga istatistika ng bird strike mula 1990 hanggang 2014, kabilang ang mga insidente na nagresulta sa mga pagkamatay. Bilang resulta, ang mga siyentipiko ay dumating sa konklusyon na ang tunay na posibilidad ng isang mapanganib na banggaan sa pagitan ng isang drone at isang eroplano ay hindi napakataas: isang kaso lamang sa 187 milyong taon ay dapat magtapos sa isang malaking sakuna.

Upang subukang matukoy kung ang mga drone ay talagang nagdudulot ng banta sa pampasaherong sasakyang panghimpapawid, ang mga awtoridad ng aviation sa European Union at United Kingdom ay nag-atas ng dalawang independiyenteng pag-aaral noong 2016. Ang mga inhinyero na nagsasagawa ng mga pag-aaral na ito ay bumaril ng iba't ibang disenyo ng drone o bahagi ng drone sa iba't ibang bahagi ng sasakyang panghimpapawid upang makagawa ng totoong buhay na pinsala na maaaring maranasan ng mga pampasaherong sasakyang panghimpapawid sa isang banggaan. Kaayon, ang pagmomodelo ng matematika ng naturang mga banggaan ay isinasagawa. Ang pananaliksik ay isinasagawa sa maraming yugto, ang una ay nakumpleto na at ang mga resulta ay ipinakita sa mga customer. Inaasahan na matapos ang trabaho ay ganap na makumpleto, ang mga awtoridad ng aviation ay bubuo ng mga bagong panuntunan para sa pagpaparehistro at pagpapatakbo ng mga drone ng mga pribadong indibidwal.

Isang drone ang bumagsak sa windshield ng isang pampasaherong eroplano sa panahon ng pagsubok sa UK.

Ngayon sa iba't-ibang bansa Walang pare-parehong panuntunan para sa mga flight ng drone. Kaya, sa UK walang kinakailangang magparehistro at maglisensya ng mga drone na mas mababa sa 20 kilo. Bukod dito, ang mga device na ito ay dapat lumipad sa loob ng linya ng paningin ng operator. Ang mga pribadong drone na may mga camera ay hindi pinapayagang lumipad sa loob ng 50 metro mula sa mga tao, gusali o sasakyan. Sa Italya, halos walang mga espesyal na patakaran para sa mga drone, maliban sa isang bagay - ang mga drone ay hindi maaaring lumipad sa malalaking pulutong ng mga tao. At sa Ireland, halimbawa, lahat ng drone na tumitimbang ng higit sa isang kilo ay dapat na nakarehistro sa Opisina abyasyong sibil mga bansa. Sa pamamagitan ng paraan, sa European Union, ang Ireland ay isa sa mga masigasig na tagasuporta ng paghihigpit sa mga patakaran para sa paggamit ng mga drone.

Samantala, habang plano ng Europa na higpitan ang mga turnilyo, sa Estados Unidos, sa kabaligtaran, nilayon nilang gawing mas libre ang mga flight ng drone. Kaya, mas maaga sa taong ito, ang US Federal Aviation Administration ay dumating sa konklusyon na ang magaan na consumer quadcopter ay hindi nagdudulot ng malaking banta sa sasakyang panghimpapawid, kahit na ang kanilang mga flight malapit sa mga paliparan ay hindi katanggap-tanggap. Noong Pebrero, nakatanggap na ng pahintulot ang mga kumpanyang Amerikano na 3DR, Autodesk at Atkins na kontrolin ang mga drone flight sa pinaka-abalang paliparan sa mundo - International airport Hartsfield-Jackson Atlanta, na taun-taon ay humahawak ng halos isang daang milyong pasahero. Dito, ginamit ang mga quadcopter para gumawa ng mga 3D na mapa ng isang airport mataas na resolution. Nagsagawa sila ng mga flight sa direktang linya ng paningin ng operator at sa ilalim ng kontrol ng mga air traffic controllers.

Ang mga resulta ng pag-aaral ay unang nai-publish noong Oktubre ng nakaraang taon ng isang nagtatrabaho na grupo ng European Agency para sa seguridad sa paglipad. Napagpasyahan ng mga mananaliksik na ang mga amateur drone ay hindi nagdudulot ng seryosong banta sa pampasaherong sasakyang panghimpapawid. Sa panahon ng kanilang trabaho, ang mga kalahok sa nagtatrabaho na grupo ay nakatuon sa pag-aaral ng mga kahihinatnan ng mga banggaan ng hangin sa pagitan ng mga pampasaherong sasakyang panghimpapawid at mga drone na tumitimbang ng hanggang 25 kilo. Para sa pag-aaral, ang mga drone ay nahahati sa apat na kategorya: malaki (may timbang na higit sa 3.5 kilo), katamtaman (hanggang sa 1.5 kilo), maliit (hanggang sa 0.5 kilo) at "hindi nakakapinsala" (hanggang sa 250 gramo). Para sa bawat kategorya, tinukoy ng mga eksperto ang antas ng panganib, na nasuri sa limang-puntong sukat: 1-2 - mataas, 3-5 - mababa. Itinuring na ligtas ang mga device na nakatanggap ng apat hanggang limang puntos.

Upang matukoy ang antas ng panganib, ang mga mananaliksik ay gumamit ng data sa mga taas ng paglipad ng sasakyang panghimpapawid ayon sa kategorya, isinasaalang-alang ang posibilidad ng kanilang hitsura sa parehong airspace bilang sasakyang panghimpapawid, pati na rin ang mga resulta ng computer at buong-scale na mga pagsubok ng mga banggaan sa pagitan ng mga drone at mga airliner. Bilang karagdagan, ang indibidwal na antas ng panganib ay tinasa para sa bawat unmanned na sasakyan gamit ang apat na puntos: pinsala sa katawan ng barko, banta sa buhay ng mga pasahero, banta sa buhay ng mga tripulante, banta ng pagkagambala sa iskedyul ng paglipad. Upang gawing simple ang pagtatasa, ang mga mananaliksik ay nagsagawa ng mga kalkulasyon para sa mga sasakyang panghimpapawid na lumilipad sa bilis na 340 knots (630 kilometro bawat oras) sa taas na tatlong libong metro o higit pa at sa bilis na 250 knots sa mas mababang altitude.

Batay sa mga resulta ng lahat ng mga kalkulasyon, ang mga kalahok ng European working group ay dumating sa konklusyon na ang mga maliliit na drone sa taas na hanggang tatlong libong metro ay halos walang banta sa pampasaherong sasakyang panghimpapawid. Ang katotohanan ay ang mga naturang aparato ay tumaas sa matataas na altitude, kung saan maaari silang bumangga sa isang eroplano, napakabihirang. Bilang karagdagan, mayroon silang napakaliit na masa. Ang mga medium drone, ayon sa mga eksperto, ay hindi nagbibigay ng seryosong banta sa mga airliner. Tanging kung ang aparato ay tumitimbang ng 1.5 kilo (ito ang masa karamihan ng amateur drones) ay bumangga sa isang sasakyang panghimpapawid sa taas na higit sa tatlong libong metro, maaari itong magbanta sa kaligtasan ng paglipad. Ang malalaking sasakyang panghimpapawid ay kinikilala bilang mapanganib para sa mga pampasaherong sasakyang panghimpapawid sa lahat ng taas ng paglipad.

Batay sa mga resulta ng mga full-scale na pagsubok, lumabas na sa kaganapan ng isang banggaan sa mga drone, ang mga windshield ng mga airliner, nose cone, nangungunang mga gilid ng pakpak, at mga makina ay maaaring makatanggap ng pinakamalaking pinsala. Sa pangkalahatan, ang pinsala mula sa mga drone na tumitimbang ng hanggang 1.5 kilo ay maihahambing sa pinsala mula sa mga ibon, na regular na nabangga ng sasakyang panghimpapawid sa himpapawid. Ngayon ang mga eksperto sa Europa ay naghahanda para sa isang pinalawak na pag-aaral. Sa pagkakataong ito, pag-aaralan ang pinsalang maaaring idulot ng mga drone sa mga makina ng pampasaherong sasakyang panghimpapawid, at susuriin ang posibilidad na makapasok ang mga baterya sa mga teknolohikal na butas.

Sa pamamagitan ng paraan, ang mga naunang siyentipiko mula sa Virginia Tech University ay nagsagawa ng mga simulation ng computer ng mga sitwasyon kung saan ang iba't ibang mga drone ay nahulog sa isang tumatakbong makina ng sasakyang panghimpapawid. Ang mga mananaliksik ay dumating sa konklusyon na ang mga aparatong tumitimbang ng higit sa 3.6 kilo ay nagdudulot ng malubhang panganib sa mga makina. Sa sandaling nasa makina, sisirain nila ang mga blades ng fan at babagsak ang kanilang mga sarili. Pagkatapos ang mga fragment ng fan blades at drone ay mahuhulog sa panlabas na air circuit, mula sa kung saan sila itatapon, pati na rin sa panloob na circuit - ang compressor, combustion chamber at turbine area. Ang bilis ng mga debris sa loob ng makina ay maaaring umabot sa 1,150 kilometro bawat oras. Kaya, kung ang isang drone na tumitimbang ng 3.6 kilo ay bumangga habang lumilipad, ang makina ay ganap na titigil sa paggana sa loob ng wala pang isang segundo.

Samantala, ang mga resulta ng pag-aaral sa Britanya ay summed up sa kalagitnaan ng taong ito - noong Hulyo, ang kumpanyang nagsagawa ng gawain, ang QinetiQ, ay nagsumite ng isang ulat sa UK National Air Traffic Control Service. Ang pag-aaral, na isinagawa ng isang kumpanyang British, ay gumamit ng espesyal na idinisenyong air gun na nagpaputok ng mga drone at mga bahagi ng drone sa paunang natukoy na bilis sa mga harapan ng mga decommissioned na eroplano at helicopter. Ang mga quadcopter na tumitimbang ng 0.4, 1.2 at 4 na kilo, pati na rin ang mga drone na uri ng sasakyang panghimpapawid na tumitimbang ng hanggang 3.5 kilo, ay ginamit para sa pagbaril. Batay sa mga resulta ng pamamaril, ang mga eksperto ay dumating sa konklusyon na ang anumang mga drone ay mapanganib para sa magaan na sasakyang panghimpapawid at mga helicopter na walang espesyal na sertipiko para sa proteksyon laban sa mga strike ng ibon.

Ang mga sasakyang panghimpapawid na lumalaban sa mga ibon ay maaaring makaranas ng malubhang pinsala mula sa mga drone kapag lumilipad sa bilis ng cruising, na umaabot mula 700 hanggang 890 kilometro bawat oras. Itinuring ng mga mananaliksik na ang malubhang pinsala ay ang pagkasira ng mga windshield sa isang banggaan sa mabibigat na bahagi ng mga drone - mga metal na bahagi ng katawan, camera at baterya. Ang mga bahaging ito, na bumabagsak sa windshield, ay maaaring lumipad sa sabungan, makapinsala sa mga control panel at makapinsala sa mga piloto. Ang mga device na tumitimbang ng dalawa hanggang apat na kilo ay itinuturing na mapanganib para sa mga airliner. Dapat tandaan na ang pampasaherong sasakyang panghimpapawid ay bumuo ng bilis ng cruising na sa mataas na altitude(karaniwan ay mga sampung libong metro), na hindi kayang umakyat ng mga amateur drone.

Ayon sa QinetiQ, ang mga drone na tumitimbang ng apat na kilo ay maaaring mapanganib para sa mga pampasaherong sasakyang panghimpapawid sa mababang bilis ng paglipad, tulad ng sa panahon ng landing. Kasabay nito, ang kalubhaan ng pinsala sa sasakyang panghimpapawid ay higit na nakasalalay sa disenyo ng drone. Kaya, sa panahon ng mga pagsubok, lumabas na ang mga drone na may camera na naka-mount sa isang gimbal sa ilalim ng katawan ay may maliit na pagkakataon na masira ang windshield ng isang pampasaherong sasakyang panghimpapawid. Ang katotohanan ay na sa isang banggaan, ang camera sa gimbal ay unang tumama sa salamin, at pagkatapos ay ang drone body. Sa kasong ito, gaganap ang camera at ang suspensyon nito bilang isang uri ng shock absorber, na kumukuha sa bahagi ng impact energy. Ang mga awtoridad ng British aviation, na nagsusulong ng matalim na paghihigpit sa mga regulasyon sa paglipad ng drone, ay inaasahang magkomisyon ng karagdagang pananaliksik.

Ang ilang komersyal na ginawang drone ngayon ay mayroon nang function na geofencing. Nangangahulugan ito na patuloy na ina-update ng device ang database ng mga zone na sarado sa mga drone flight. Ang drone ay hindi lamang aalis sa naturang lugar. Gayunpaman, bilang karagdagan sa mga serial device, mayroon ding mga homemade drone na maaaring lumipad papunta sa espasyo ng hangin mga paliparan. At medyo marami sila. Sa pangkalahatan, sa ngayon ay wala pang isang kaso ng banggaan sa pagitan ng isang sasakyang panghimpapawid at isang drone ang naitala, ngunit ito ay sandali lamang. At kahit na ang maliliit na drone ay hindi nagdudulot ng seryosong banta sa pampasaherong sasakyang panghimpapawid, maaari pa rin silang magkaroon ng negatibong epekto sa aviation, na nagpapataas ng malaki nang gastos para sa mga kumpanya sa pag-aayos ng sasakyang panghimpapawid.

Vasily Sychev

Ginawa ang video gamit ang pamamaraang Schlieren upang pag-aralan ang mga shock wave.

Nag-publish ang NASA ng video footage ng isang T-38 Talon training aircraft na lumilipad sa supersonic na bilis laban sa background ng Araw. Ginawa ito gamit ang pamamaraang schlieren upang pag-aralan ang mga shock wave na nabuo sa mga gilid ng airframe ng sasakyang panghimpapawid. Ang mga larawan at video ng mga shock wave ay kailangan ng mga espesyalista ng NASA para sa pagsasaliksik na isinagawa bilang bahagi ng proyekto upang bumuo ng isang "tahimik" na supersonic na sasakyang panghimpapawid.

Ang pamamaraan ng Schlieren ay isa sa mga pangunahing paraan upang pag-aralan ang mga daloy ng hangin kapag nagdidisenyo at sumusubok ng bagong sasakyang panghimpapawid.

Ang pamamaraang ito ng pagkuha ng litrato ay nagpapahintulot sa isa na makakita ng mga optical inhomogeneities sa transparent na repraktibo na media. Gumagamit ang Schlieren photography ng mga espesyal na lente na may cut-off na siwang.

Sa ganitong mga camera, ang mga direktang sinag ay dumadaan sa lens at nakatutok sa cutting diaphragm, na tinatawag ding Foucault knife. Sa kasong ito, ang sinasalamin at nakakalat na liwanag ng lens ay hindi nakatutok sa kutsilyo at nahuhulog sa camera matrix. Dahil dito, ang mahinang liwanag na nakakalat at nasasalamin ng mga repraksyon sa hangin ay hindi nawawala sa direktang sinag.

Ang mga shock wave ay malinaw na nakikita sa nai-publish na video. Kinakatawan nila ang mga lugar kung saan ang presyon at temperatura ng kapaligiran ay nakakaranas ng matalim at malakas na pagtalon. Ang mga shock wave ay nakikita ng isang tagamasid sa lupa bilang isang pagsabog o bilang isang napakalakas na putok, depende sa distansya mula sa supersonic na bagay.

Ang tunog ng pagsabog mula sa mga shock wave ay tinatawag na sonic boom, at ito ang isa sa mga pangunahing hadlang sa pagbuo ng supersonic. pampasaherong abyasyon. Sa kasalukuyan, ipinagbabawal ng mga regulasyon sa aviation ang mga supersonic na paglipad ng sasakyang panghimpapawid sa mga lugar na may populasyon.

Maaaring payagan ng mga awtoridad sa aviation ang mga supersonic na flight sa mataong lupain hangga't ang nakikitang antas ng ingay ng pampasaherong sasakyang panghimpapawid ay hindi lalampas sa 75 decibel. Upang gawing sibil ang pagkakaroon supersonic na paglipad posible, ang mga developer ngayon ay naghahanap ng iba't ibang teknikal na paraan upang gawing "tahimik" ang bagong sasakyang panghimpapawid.

Kapag lumilipad sa supersonic na bilis, ang isang eroplano ay bumubuo ng maraming shock wave. Karaniwang nangyayari ang mga ito sa dulo ng cone ng ilong, sa nangunguna at nakasunod na mga gilid ng pakpak, sa mga nangungunang gilid ng buntot, sa mga swirler na lugar at sa mga gilid ng mga air intake.

Ang isang paraan upang mabawasan ang pinaghihinalaang antas ng ingay ay ang pagbabago sa aerodynamic na disenyo ng sasakyang panghimpapawid.

Sa partikular, pinaniniwalaan na ang muling pagdidisenyo ng ilang mga elemento ng airframe ay gagawing posible upang maiwasan ang matalim na pressure surges sa harap ng shock wave at matalim na pagbaba ng presyon sa likurang bahagi na may kasunod na normalisasyon.

Ang isang shock wave na may matalim na pagtalon ay tinatawag na isang N-wave, dahil sa graph ito ay kahawig ng partikular na titik ng Latin na alpabeto. Ang mga shock wave na ito ay itinuturing na isang pagsabog. Ang bagong aerodynamic na disenyo ng sasakyang panghimpapawid ay kailangang makabuo ng mga S-wave na may pagbaba ng presyon na makinis at hindi kasingkahulugan ng sa N-wave. Ang mga S-wave ay inaasahang mapapansin bilang isang malambot na pulsation.

Ang kumpanyang Amerikano na Lockheed Martin ay bumubuo ng isang demonstrator ng teknolohiya para sa isang "tahimik" na supersonic na sasakyang panghimpapawid bilang bahagi ng proyekto ng QueSST. Ang gawain ay isinasagawa sa pamamagitan ng utos ng NASA. Noong Hunyo ng taong ito, natapos ang paunang disenyo ng sasakyang panghimpapawid.

Ang unang paglipad ng demonstrador ay binalak na maganap sa 2021. Ang "tahimik" na supersonic na sasakyang panghimpapawid ay magiging single-engine. Ang haba nito ay magiging 28.7 metro. Makakatanggap siya ng isang glider, na ang fuselage at pakpak nito ay kahawig ng isang baligtad na eroplano. Ang QueSST ay magkakaroon ng kumbensyonal na vertical fin at horizontal rudders para sa mababang bilis ng pagmamaniobra.

Ang isang maliit na T-shaped na buntot ay mai-install sa tuktok ng palikpik, na "masira" ng mga shock wave mula sa ilong at canopy. Ang ilong ng sasakyang panghimpapawid ay tataas nang malaki upang mabawasan ang pagkaladkad at bawasan ang bilang ng mga pagbabago sa airframe kung saan maaaring mabuo ang mga shock wave sa panahon ng supersonic na paglipad.

Ang teknolohiya ng QueSST ay nagsasangkot ng pagbuo ng tulad ng isang aerodynamic na istraktura ng sasakyang panghimpapawid, sa mga gilid kung saan ang pinakamaliit na posibleng bilang ng mga shock wave ay mabubuo. Kasabay nito, ang mga alon na bubuo pa rin ay dapat na hindi gaanong matindi.

Nalampasan ang sound barrier :-)...

Bago natin simulan ang pag-uusap tungkol sa paksa, bigyan natin ng kaunting kalinawan ang tanong ng katumpakan ng mga konsepto (kung ano ang gusto ko :-)). Sa ngayon, ang dalawang termino ay malawak na ginagamit: harang sa tunog At supersonic na hadlang. Magkatulad sila, ngunit hindi pa rin pareho. Gayunpaman, walang punto sa pagiging partikular na mahigpit: sa esensya, ang mga ito ay iisa at ang parehong bagay. Ang kahulugan ng sound barrier ay kadalasang ginagamit ng mga taong mas may kaalaman at mas malapit sa aviation. At ang pangalawang kahulugan ay karaniwang lahat ng iba.

Sa tingin ko na mula sa punto ng view ng pisika (at ang wikang Ruso :-)) mas tama na sabihin ang sound barrier. Mayroong simpleng lohika dito. Pagkatapos ng lahat, mayroong isang konsepto ng bilis ng tunog, ngunit, mahigpit na pagsasalita, walang nakapirming konsepto ng supersonic na bilis. Sa pagtingin sa unahan, sasabihin ko na kapag ang isang sasakyang panghimpapawid ay lumipad sa supersonic na bilis, nalampasan na nito ang hadlang na ito, at kapag nalampasan ito (nalampasan) ito, pagkatapos ay pumasa ito sa isang tiyak na halaga ng bilis ng threshold na katumbas ng bilis ng tunog (at hindi supersonic).

May ganyan :-). Bukod dito, ang unang konsepto ay ginagamit nang mas madalas kaysa sa pangalawa. Ito ay tila dahil ang salitang supersonic ay mukhang mas kakaiba at kaakit-akit. At sa supersonic na paglipad, ang exotic ay tiyak na naroroon at, natural, umaakit sa marami. Gayunpaman, hindi lahat ng tao na nalalasahan ang mga salitang " supersonic na hadlang“Naiintindihan talaga nila kung ano iyon. Nakumbinsi na ako dito ng higit sa isang beses, tumitingin sa mga forum, nagbabasa ng mga artikulo, kahit na nanonood ng TV.

Ang tanong na ito ay talagang medyo kumplikado mula sa isang physics point of view. Ngunit, siyempre, hindi kami mag-abala sa pagiging kumplikado. Susubukan lang namin, gaya ng dati, na linawin ang sitwasyon gamit ang prinsipyo ng "pagpapaliwanag ng aerodynamics sa iyong mga daliri" :-).

Kaya, sa hadlang (tunog :-))!... Ang isang eroplano na lumilipad, na kumikilos sa tulad ng isang nababanat na daluyan bilang hangin, ay nagiging isang malakas na pinagmumulan ng mga sound wave. Sa tingin ko alam ng lahat kung ano ang mga sound wave sa hangin :-).

Mga sound wave (tuning fork).

Ito ay isang kahalili ng mga lugar ng compression at rarefaction, na kumakalat sa iba't ibang direksyon mula sa pinagmulan ng tunog. Isang bagay tulad ng mga bilog sa tubig, na mga alon din (hindi lang tunog :-)). Ang mga lugar na ito, na kumikilos sa eardrum ng tainga, na nagpapahintulot sa amin na marinig ang lahat ng mga tunog ng mundong ito, mula sa mga bulong ng tao hanggang sa dagundong ng mga jet engine.

Isang halimbawa ng sound wave.

Ang mga punto ng pagpapalaganap ng mga sound wave ay maaaring iba't ibang bahagi ng sasakyang panghimpapawid. Halimbawa, ang isang makina (ang tunog nito ay kilala ng sinuman :-)), o mga bahagi ng katawan (halimbawa, ang busog), na kung saan, ang pagsiksik ng hangin sa harap nila habang sila ay gumagalaw, ay lumilikha ng isang tiyak na uri ng presyon ( compression) alon na tumatakbo pasulong.

Ang lahat ng mga sound wave na ito ay kumakalat sa hangin sa bilis ng tunog na alam na natin. Iyon ay, kung ang eroplano ay subsonic, at kahit na lumilipad sa mababang bilis, pagkatapos ay tila sila ay tumakas mula dito. Bilang isang resulta, kapag ang naturang sasakyang panghimpapawid ay lumalapit, una nating marinig ang tunog nito, at pagkatapos ay ito mismo ang lumilipad.

Gagawa ako ng reserbasyon, gayunpaman, na ito ay totoo kung ang eroplano ay hindi lumilipad nang napakataas. Pagkatapos ng lahat, ang bilis ng tunog ay hindi ang bilis ng liwanag :-). Ang magnitude nito ay hindi gaanong kalaki at ang mga sound wave ay nangangailangan ng oras upang maabot ang nakikinig. Samakatuwid, ang pagkakasunud-sunod ng tunog na hitsura para sa nakikinig at ang sasakyang panghimpapawid, kung ito ay lilipad sa mataas na altitude, ay maaaring magbago.

At dahil ang tunog ay hindi masyadong mabilis, pagkatapos ay sa pagtaas ng sarili nitong bilis ang eroplano ay nagsisimulang mahabol ang mga alon na ibinubuga nito. Iyon ay, kung siya ay hindi gumagalaw, kung gayon ang mga alon ay maghihiwalay sa kanya sa anyo concentric na bilog parang mga alon sa tubig na dulot ng itinapon na bato. At dahil gumagalaw ang eroplano, sa sektor ng mga bilog na ito na tumutugma sa direksyon ng paglipad, ang mga hangganan ng mga alon (kanilang mga harapan) ay nagsisimulang lumapit sa isa't isa.

Subsonic na paggalaw ng katawan.

Alinsunod dito, ang agwat sa pagitan ng sasakyang panghimpapawid (ilong nito) at ang harap ng pinakaunang (ulo) na alon (iyon ay, ito ang lugar kung saan unti-unti, sa isang tiyak na lawak, nangyayari ang pagpepreno. libreng stream kapag nakikipagkita sa ilong ng sasakyang panghimpapawid (pakpak, buntot) at, bilang kinahinatnan, pagtaas ng presyon at temperatura) ay nagsisimula sa pagkontrata at mas mabilis, mas mataas ang bilis ng paglipad.

Dumating ang isang sandali kapag ang puwang na ito ay halos nawawala (o nagiging minimal), nagiging isang espesyal na uri ng lugar na tinatawag shock wave. Nangyayari ito kapag ang bilis ng paglipad ay umabot sa bilis ng tunog, iyon ay, ang eroplano ay gumagalaw sa parehong bilis ng mga alon na inilalabas nito. Ang numero ng Mach ay katumbas ng pagkakaisa (M=1).

Tunog na paggalaw ng katawan (M=1).

Shock shock, ay isang napakakitid na rehiyon ng daluyan (mga 10 -4 mm), kapag dumadaan kung saan wala nang unti-unti, ngunit isang matalim (tulad ng pagtalon) na pagbabago sa mga parameter ng daluyan na ito - bilis, presyon, temperatura, density. Sa aming kaso, bumababa ang bilis, pagtaas ng presyon, temperatura at density. Kaya ang pangalan - shock wave.

Sa medyo pinasimpleng paraan, sasabihin ko ito tungkol sa lahat ng ito. Imposibleng biglang pabagalin ang isang supersonic na daloy, ngunit kailangan itong gawin, dahil wala na ang posibilidad ng unti-unting pagpepreno sa bilis ng daloy sa harap ng pinakadulo ng ilong ng sasakyang panghimpapawid, tulad ng sa katamtamang bilis ng subsonic. Tila nakatagpo ito ng isang subsonic na seksyon sa harap ng ilong ng sasakyang panghimpapawid (o ang dulo ng pakpak) at bumagsak sa isang makitid na pagtalon, na inililipat dito ang mahusay na enerhiya ng paggalaw na taglay nito.

Sa pamamagitan ng paraan, maaari nating sabihin ang kabaligtaran: inililipat ng eroplano ang bahagi ng enerhiya nito sa pagbuo ng mga shock wave upang pabagalin ang supersonic na daloy.

Supersonic na paggalaw ng katawan.

May isa pang pangalan para sa shock wave. Ang paglipat kasama ang sasakyang panghimpapawid sa kalawakan, mahalagang kumakatawan ito sa harap ng isang matalim na pagbabago sa nabanggit na mga parameter sa kapaligiran (iyon ay, daloy ng hangin). At ito ang kakanyahan ng isang shock wave.

Shock shock at shock wave, sa pangkalahatan, ay katumbas ng mga kahulugan, ngunit sa aerodynamics ang una ay mas ginagamit.

Ang shock wave (o shock wave) ay maaaring halos patayo sa direksyon ng paglipad, kung saan ang mga ito ay humigit-kumulang sa hugis ng isang bilog sa kalawakan at tinatawag na mga tuwid na linya. Karaniwan itong nangyayari sa mga mode na malapit sa M=1.

Mga mode ng paggalaw ng katawan. ! - subsonic, 2 - M=1, supersonic, 4 - shock wave (shock wave).

Sa mga numerong M > 1, matatagpuan na ang mga ito sa isang anggulo sa direksyon ng paglipad. Ibig sabihin, nahihigitan na ng eroplano ang sarili nitong tunog. Sa kasong ito, sila ay tinatawag na pahilig at sa kalawakan ay kinukuha nila ang hugis ng isang kono, na, sa pamamagitan ng paraan, ay tinatawag na Mach cone, na pinangalanan sa isang siyentipiko na nag-aral ng mga supersonic na daloy (binanggit siya sa isa sa kanila).

Mach cone.

Ang hugis ng kono na ito (ang “slimness” nito, kung sabihin) ay tiyak na nakasalalay sa bilang na M at nauugnay dito sa pamamagitan ng kaugnayan: M = 1/sin α, kung saan ang α ay ang anggulo sa pagitan ng axis ng kono at nito. generatrix. At ang conical surface ay humipo sa mga harapan ng lahat ng sound wave, ang pinagmulan kung saan ay ang eroplano, at kung saan ito "na-overtake", na umaabot sa supersonic na bilis.

Bukod sa shock waves maaari din nakadugtong, kapag sila ay katabi ng ibabaw ng isang katawan na gumagalaw sa supersonic na bilis, o lumalayo, kung hindi sila nakikipag-ugnayan sa katawan.

Mga uri ng shock wave sa panahon ng supersonic na daloy sa paligid ng mga katawan na may iba't ibang hugis.

Karaniwang nakakabit ang mga shocks kung ang supersonic na daloy ay dumadaloy sa paligid ng anumang matulis na ibabaw. Para sa isang eroplano, halimbawa, ito ay maaaring isang matangos na ilong, isang high-pressure air intake, o isang matalim na gilid ng air intake. Sa parehong oras sinasabi nila "ang tumalon ay nakaupo", halimbawa, sa ilong.

At ang isang hiwalay na shock ay maaaring mangyari kapag umaagos sa paligid ng mga bilugan na ibabaw, halimbawa, ang nangungunang bilugan na gilid ng isang makapal na airfoil ng isang pakpak.

Ang iba't ibang bahagi ng katawan ng sasakyang panghimpapawid ay lumikha ng isang medyo kumplikadong sistema ng mga shock wave sa paglipad. Gayunpaman, ang pinakamatindi sa kanila ay dalawa. Ang isa ay ang ulo sa busog at ang pangalawa ay ang buntot sa mga elemento ng buntot. Sa ilang distansya mula sa sasakyang panghimpapawid, ang mga intermediate shock ay maaaring abutin ang ulo ng isa at sumanib dito, o ang buntot ay naabutan sila.

Shock shock sa isang modelong sasakyang panghimpapawid habang naglilinis sa isang wind tunnel (M=2).

Bilang isang resulta, dalawang pagtalon ang nananatili, na, sa pangkalahatan, ay nakikita ng isang makalupang tagamasid bilang isa dahil sa maliit na sukat ng sasakyang panghimpapawid kumpara sa taas ng paglipad at, nang naaayon, ang maikling panahon sa pagitan nila.

Ang intensity (sa madaling salita, enerhiya) ng isang shock wave (shock wave) ay nakasalalay sa iba't ibang mga parameter (ang bilis ng sasakyang panghimpapawid, mga tampok ng disenyo nito, mga kondisyon sa kapaligiran, atbp.) at tinutukoy ng pagbaba ng presyon sa harap nito.

Habang lumalayo ito mula sa tuktok ng Mach cone, iyon ay, mula sa sasakyang panghimpapawid, bilang pinagmumulan ng kaguluhan, humihina ang shock wave, unti-unting nagiging isang ordinaryong sound wave at tuluyang nawala.

At sa anong antas ng intensity magkakaroon ito shock wave(o shock wave) ang pag-abot sa lupa ay depende sa epektong maidudulot nito doon. Hindi lihim na ang kilalang Concorde ay lumipad ng supersonic lamang sa ibabaw ng Atlantiko, at ang supersonic na sasakyang panghimpapawid ng militar ay umabot sa supersonic na bilis sa matataas na lugar o sa mga lugar kung saan walang mga pamayanan(at least parang dapat nilang gawin :-)).

Ang mga paghihigpit na ito ay lubos na makatwiran. Para sa akin, halimbawa, ang mismong kahulugan ng isang shock wave ay nauugnay sa isang pagsabog. At ang mga bagay na maaaring gawin ng isang sapat na matinding shock wave ay maaaring tumutugma dito. Hindi bababa sa ang salamin mula sa mga bintana ay madaling lumipad palabas. Mayroong sapat na katibayan nito (lalo na sa kasaysayan abyasyon ng Sobyet, noong medyo marami at matindi ang mga flight). Ngunit maaari kang gumawa ng mas masahol pa. Kailangan mo lang lumipad pababa :-)…

Gayunpaman, sa karamihan, ang natitira mula sa mga shock wave kapag umabot sila sa lupa ay hindi na mapanganib. Ang isang tagamasid sa labas lamang sa lupa ay makakarinig ng tunog na katulad ng isang dagundong o pagsabog. Ito ay sa katotohanang ito na ang isang karaniwan at medyo patuloy na maling kuru-kuro ay nauugnay.

Ang mga taong hindi masyadong nakaranas sa aviation science, nakakarinig ng ganoong tunog, ay nagsasabi na ang eroplano ay nagtagumpay harang sa tunog (supersonic na hadlang). Sa totoo lang hindi ito totoo. Ang pahayag na ito ay walang kinalaman sa katotohanan sa hindi bababa sa dalawang dahilan.

Shock wave (shock wave).

Una, kung ang isang tao sa lupa ay nakarinig ng malakas na dagundong sa langit, nangangahulugan lamang ito (uulitin ko :-)) na ang kanyang mga tainga ay umabot na. shock wave sa harap(o shock wave) mula sa isang eroplano na lumilipad sa isang lugar. Ang eroplanong ito ay lumilipad na sa supersonic na bilis, at hindi lang lumipat dito.

At kung ang parehong taong ito ay biglang nahanap ang kanyang sarili ng ilang kilometro sa unahan ng eroplano, muli niyang maririnig ang parehong tunog mula sa parehong eroplano, dahil malantad siya sa parehong shock wave na gumagalaw kasama ng eroplano.

Ito ay gumagalaw sa supersonic na bilis, at samakatuwid ay lumalapit nang tahimik. At pagkatapos nitong magkaroon ng hindi palaging kaaya-ayang epekto sa eardrums (maganda ito, kapag sa kanila lang :-)) at ligtas na naipasa, maririnig ang dagundong ng mga tumatakbong makina.

Isang tinatayang flight diagram ng isang sasakyang panghimpapawid sa iba't ibang halaga ng numero ng Mach gamit ang halimbawa ng Saab 35 "Draken" fighter. Ang wika, sa kasamaang-palad, ay Aleman, ngunit ang pamamaraan ay karaniwang malinaw.

Bukod dito, ang paglipat sa supersonic na tunog mismo ay hindi sinamahan ng anumang isang beses na "boom", pop, pagsabog, atbp. Sa isang modernong supersonic na sasakyang panghimpapawid, ang piloto ay kadalasang natututo tungkol sa gayong paglipat lamang mula sa mga pagbabasa ng instrumento. Sa kasong ito, gayunpaman, ang isang tiyak na proseso ay nangyayari, ngunit kung ang ilang mga patakaran sa pagpipiloto ay sinusunod, ito ay halos hindi nakikita sa kanya.

Ngunit hindi lang iyon :-). sasabihin ko pa. sa anyo ng ilang nasasalat, mabigat, mahirap-tawid na balakid kung saan ang eroplano ay nakasalalay at kung saan ay kailangang "butas" (narinig ko ang gayong mga paghatol :-)) ay hindi umiiral.

Sa mahigpit na pagsasalita, walang hadlang sa lahat. Noong unang panahon, sa bukang-liwayway ng pag-unlad ng mataas na bilis sa aviation, ang konsepto na ito ay nabuo sa halip bilang isang sikolohikal na paniniwala tungkol sa kahirapan ng paglipat sa supersonic na bilis at paglipad dito. Mayroong kahit na mga pahayag na ito ay karaniwang imposible, lalo na dahil ang mga kinakailangan para sa gayong mga paniniwala at mga pahayag ay medyo tiyak.

Gayunpaman, una sa lahat...

Sa aerodynamics, may isa pang termino na tumpak na naglalarawan sa proseso ng pakikipag-ugnayan sa daloy ng hangin ng isang katawan na gumagalaw sa daloy na ito at may posibilidad na maging supersonic. Ito krisis sa alon. Siya ang gumagawa ng ilang masamang bagay na tradisyonal na nauugnay sa konsepto harang sa tunog.

Kaya isang bagay tungkol sa krisis :-). Ang anumang sasakyang panghimpapawid ay binubuo ng mga bahagi, ang daloy ng hangin sa paligid na sa panahon ng paglipad ay maaaring hindi pareho. Kunin natin, halimbawa, ang isang pakpak, o sa halip ay isang ordinaryong klasiko subsonic na profile.

Mula sa pangunahing kaalaman sa kung paano nabuo ang pag-angat, alam na alam namin na ang bilis ng daloy sa katabing layer ng itaas na hubog na ibabaw ng profile ay iba. Kung saan ang profile ay mas matambok, ito ay mas malaki kaysa sa pangkalahatang bilis ng daloy, pagkatapos, kapag ang profile ay na-flatten, ito ay bumababa.

Kapag gumagalaw ang pakpak sa daloy sa bilis na malapit sa bilis ng tunog, maaaring dumating ang isang sandali kapag sa ganoong matambok na lugar, halimbawa, ang bilis ng layer ng hangin, na mas malaki na kaysa sa kabuuang bilis ng daloy, ay nagiging sonik at kahit supersonic.

Lokal na shock wave na nangyayari sa transonics sa panahon ng wave crisis.

Sa kahabaan ng profile, ang bilis na ito ay bumababa at sa ilang mga punto ay muling nagiging subsonic. Ngunit, tulad ng sinabi namin sa itaas, ang isang supersonic na daloy ay hindi maaaring mabilis na bumagal, kaya ang paglitaw ng shock wave.

Ang ganitong mga pagkabigla ay lumilitaw sa iba't ibang mga lugar ng mga naka-streamline na ibabaw, at sa una ay medyo mahina, ngunit ang kanilang bilang ay maaaring malaki, at sa pagtaas sa pangkalahatang bilis ng daloy, ang mga supersonic na zone ay tumataas, ang mga shocks ay "lumalakas" at lumipat sa trailing edge ng profile. Sa ibang pagkakataon, ang parehong mga shock wave ay lilitaw sa ibabang ibabaw ng profile.

Buong supersonic na daloy sa paligid ng wing profile.

Ano ang ibig sabihin ng lahat ng ito? Narito kung ano. Una- ito ay makabuluhan pagtaas sa aerodynamic drag sa transonic speed range (tungkol sa M=1, higit pa o mas kaunti). Ang paglaban na ito ay lumalaki dahil sa isang matalim na pagtaas sa isa sa mga bahagi nito - paglaban ng alon. Ang parehong bagay na dati ay hindi namin isinasaalang-alang kapag isinasaalang-alang ang mga flight sa subsonic na bilis.

Upang bumuo ng maraming shock waves (o shock waves) sa panahon ng deceleration ng isang supersonic na daloy, tulad ng sinabi ko sa itaas, ang enerhiya ay nasasayang, at ito ay kinuha mula sa kinetic energy ng paggalaw ng sasakyang panghimpapawid. Ibig sabihin, bumagal lang ang eroplano (at kapansin-pansin!). Iyon na iyon paglaban ng alon.

Bukod dito, ang mga shock wave, dahil sa matalim na pagbabawas ng daloy sa kanila, ay nag-aambag sa paghihiwalay ng boundary layer sa likod nito at ang pagbabago nito mula sa laminar hanggang sa magulong. Ito ay higit na nagpapataas ng aerodynamic drag.

Pamamaga ng profile sa iba't ibang numero ng Mach. Mga shock shock, lokal na supersonic zone, turbulent zone.

Pangalawa. Dahil sa paglitaw ng mga lokal na supersonic zone sa profile ng pakpak at ang kanilang karagdagang paglipat sa bahagi ng buntot ng profile na may pagtaas ng bilis ng daloy at, sa gayon, binabago ang pattern ng pamamahagi ng presyon sa profile, ang punto ng aplikasyon ng mga puwersa ng aerodynamic (ang sentro ng pressure) ay lumilipat din sa trailing edge. Bilang resulta, lumilitaw ito sandali ng pagsisid kaugnay sa sentro ng masa ng sasakyang panghimpapawid, na nagiging sanhi ng pagbaba nito ng ilong.

Ano ang resulta ng lahat ng ito sa... Dahil sa isang medyo matalim na pagtaas sa aerodynamic drag, ang sasakyang panghimpapawid ay nangangailangan ng isang kapansin-pansin reserba ng lakas ng makina upang madaig ang transonic zone at maabot, wika nga, ang tunay na supersonic na tunog.

Isang matalim na pagtaas sa aerodynamic drag sa transonics (wave crisis) dahil sa pagtaas ng wave drag. Сd - koepisyent ng paglaban.

Dagdag pa. Dahil sa paglitaw ng isang sandali ng pagsisid, ang mga paghihirap ay lumitaw sa kontrol ng pitch. Bilang karagdagan, dahil sa kaguluhan at hindi pagkakapantay-pantay ng mga proseso na nauugnay sa paglitaw ng mga lokal na supersonic zone na may mga shock wave, nagiging mahirap ang kontrol. Halimbawa, sa roll, dahil sa iba't ibang mga proseso sa kaliwa at kanang mga eroplano.

Bukod dito, mayroong paglitaw ng mga panginginig ng boses, kadalasang medyo malakas dahil sa lokal na kaguluhan.

Sa pangkalahatan, isang kumpletong hanay ng mga kasiyahan, na tinatawag krisis sa alon. Ngunit, ang totoo, lahat sila ay nagaganap (nagkaroon, kongkreto :-)) kapag gumagamit ng tipikal na subsonic na sasakyang panghimpapawid (na may makapal na straight wing profile) upang makamit ang supersonic na bilis.

Sa una, kapag wala pang sapat na kaalaman, at ang mga proseso ng pag-abot sa supersonic ay hindi komprehensibong pinag-aralan, ang mismong hanay na ito ay itinuturing na halos nakamamatay na hindi malulutas at tinawag harang sa tunog(o supersonic na hadlang, kung gusto mo:-)).

Nagkaroon ng maraming kalunos-lunos na mga insidente kapag sinusubukang pagtagumpayan ang bilis ng tunog sa maginoo piston sasakyang panghimpapawid. Ang malakas na panginginig ng boses kung minsan ay humantong sa pagkasira ng istruktura. Ang mga eroplano ay walang sapat na lakas para sa kinakailangang acceleration. Sa pahalang na paglipad ito ay imposible dahil sa epekto, na may parehong kalikasan bilang krisis sa alon.

Samakatuwid, ang isang dive ay ginamit upang mapabilis. Ngunit ito ay maaaring nakamamatay. Ang diving moment na lumitaw sa panahon ng wave crisis ay nagpatagal sa dive, at kung minsan ay walang paraan. Pagkatapos ng lahat, upang maibalik ang kontrol at maalis ang krisis sa alon, kinakailangan upang bawasan ang bilis. Ngunit ang paggawa nito sa isang dive ay napakahirap (kung hindi imposible).

Ang paghila sa isang dive mula sa pahalang na paglipad ay itinuturing na isa sa mga pangunahing dahilan ng sakuna sa USSR noong Mayo 27, 1943 ng sikat na eksperimentong manlalaban na BI-1 na may likidong rocket engine. Ang mga pagsubok ay isinagawa para sa pinakamataas na bilis ng paglipad, at ayon sa mga pagtatantya ng mga taga-disenyo, ang bilis na nakamit ay higit sa 800 km/h. Pagkatapos nito ay nagkaroon ng pagkaantala sa pagsisid, kung saan hindi nakabawi ang eroplano.

Pang-eksperimentong manlalaban BI-1.

Sa ating panahon krisis sa alon ay medyo pinag-aralan at nagtagumpay harang sa tunog(kung kinakailangan :-)) ay hindi mahirap. Sa mga eroplano na idinisenyo upang lumipad sa medyo mataas na bilis, ang ilang mga solusyon sa disenyo at mga paghihigpit ay inilalapat upang mapadali ang kanilang operasyon sa paglipad.

Tulad ng nalalaman, ang krisis sa alon ay nagsisimula sa M na mga numero na malapit sa isa. Samakatuwid, halos lahat ng mga subsonic jet airliner (mga pasahero, lalo na) ay may flight limitasyon sa bilang ng M. Kadalasan ito ay nasa rehiyon ng 0.8-0.9M. Inutusan ang piloto na subaybayan ito. Bilang karagdagan, sa maraming sasakyang panghimpapawid, kapag naabot ang antas ng limitasyon, pagkatapos nito ay dapat bawasan ang bilis ng paglipad.

Halos lahat ng sasakyang panghimpapawid na lumilipad sa bilis na hindi bababa sa 800 km/h pataas ay mayroon nagwalis ng pakpak(hindi bababa sa kahabaan ng nangungunang gilid :-)). Binibigyang-daan ka nitong maantala ang pagsisimula ng opensiba krisis sa alon hanggang sa mga bilis na katumbas ng M=0.85-0.95.

Nagwalis ng pakpak. Pangunahing aksyon.

Ang dahilan para sa epekto na ito ay maaaring ipaliwanag nang simple. Sa isang tuwid na pakpak, ang daloy ng hangin na may bilis na V ay lumalapit halos sa tamang anggulo, at sa isang swept wing (sweep angle χ) sa isang tiyak na gliding angle β. Ang Velocity V ay maaaring mabulok ng vector sa dalawang daloy: Vτ at Vn.

Ang daloy ng Vτ ay hindi nakakaapekto sa pamamahagi ng presyon sa pakpak, ngunit ang daloy ng Vn, na tiyak na tumutukoy sa mga katangian ng pagkarga ng pakpak. At ito ay malinaw na mas maliit sa magnitude ng kabuuang daloy V. Samakatuwid, sa isang swept wing, ang simula ng isang wave crisis at isang pagtaas paglaban ng alon nangyayari nang mas huli kaysa sa isang tuwid na pakpak sa parehong bilis ng free-stream.

Pang-eksperimentong manlalaban E-2A (hinalinhan ng MIG-21). Karaniwang swept wing.

Ang isa sa mga pagbabago ng swept wing ay ang pakpak na may superkritikal na profile(binanggit siya). Ginagawa rin nitong posible na ilipat ang simula ng krisis sa alon sa mas mataas na bilis, at bilang karagdagan, ginagawang posible upang madagdagan ang kahusayan, na mahalaga para sa mga pampasaherong airliner.

SuperJet 100. Swept wing na may supercritical na profile.

Kung ang eroplano ay inilaan para sa pagpasa harang sa tunog(dumaan at krisis sa alon masyadong :-)) at supersonic na paglipad, karaniwan itong palaging naiiba sa tiyak mga tampok ng disenyo. Sa partikular, ito ay karaniwang mayroon manipis na profile ng pakpak at empennage na may matulis na mga gilid(kabilang ang hugis diyamante o tatsulok) at isang tiyak na hugis ng pakpak sa plano (halimbawa, tatsulok o trapezoidal na may overflow, atbp.).

Supersonic MIG-21. Tagasunod E-2A. Isang tipikal na delta wing.

MIG-25. Isang halimbawa ng isang tipikal na sasakyang panghimpapawid na idinisenyo para sa supersonic na paglipad. Manipis na mga profile ng pakpak at buntot, matalim na mga gilid. Trapezoidal na pakpak. profile

Pagpasa ng salawikain harang sa tunog, ibig sabihin, ang naturang sasakyang panghimpapawid ay gumagawa ng paglipat sa supersonic na bilis sa afterburner na operasyon ng makina dahil sa pagtaas ng aerodynamic resistance, at, siyempre, upang mabilis na makapasa sa zone krisis sa alon. At ang mismong sandali ng paglipat na ito ay kadalasang hindi nararamdaman sa anumang paraan (uulitin ko :-)) alinman sa piloto (maaaring makaranas lamang siya ng pagbaba sa antas ng presyon ng tunog sa sabungan), o ng isang tagamasid sa labas, kung , siyempre, mapapansin niya ito :-).

Gayunpaman, narito ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit ng isa pang maling kuru-kuro na nauugnay sa mga tagamasid sa labas. Tiyak na marami ang nakakita ng ganitong uri ng mga larawan, ang mga caption sa ilalim nito ay nagsasabi na ito na ang sandali na nagtagumpay ang eroplano. harang sa tunog, kumbaga, biswal.

Prandtl-Gloert effect. Hindi kasama ang pagsira sa sound barrier.

Una, alam na natin na walang sound barrier tulad nito, at ang paglipat sa supersonic mismo ay hindi sinamahan ng anumang hindi pangkaraniwang bagay (kabilang ang isang putok o isang pagsabog).

Pangalawa. Ang nakita namin sa larawan ay ang tinatawag na Prandtl-Gloert effect. Nagsulat na ako tungkol sa kanya. Ito ay hindi direktang nauugnay sa paglipat sa supersonic. Kaya lang sa mataas na bilis (subsonic, sa pamamagitan ng paraan :-)) ang eroplano, na gumagalaw ng isang tiyak na masa ng hangin sa harap nito, ay lumilikha ng isang tiyak na dami ng hangin sa likod nito rehiyon ng rarefaction. Kaagad pagkatapos ng paglipad, ang lugar na ito ay nagsisimulang mapuno ng hangin mula sa kalapit na natural na espasyo. isang pagtaas sa dami at isang matalim na pagbaba sa temperatura.

Kung kahalumigmigan ng hangin sapat at ang temperatura ay bumaba sa ibaba ng dew point ng nakapalibot na hangin, pagkatapos paghalay ng kahalumigmigan mula sa singaw ng tubig sa anyo ng fog, na nakikita natin. Sa sandaling maibalik ang mga kondisyon sa orihinal na antas, agad na mawawala ang fog na ito. Ang buong prosesong ito ay medyo maikli ang buhay.

Ang prosesong ito sa mataas na transonic na bilis ay maaaring mapadali ng lokal shock waves Ako, kung minsan ay tumutulong sa pagbuo ng isang bagay tulad ng isang magiliw na kono sa paligid ng eroplano.

Ang mga matataas na bilis ay pinapaboran ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, gayunpaman, kung ang halumigmig ng hangin ay sapat, maaari itong (at nangyayari) sa medyo mababang bilis. Halimbawa, sa itaas ng ibabaw ng mga reservoir. Karamihan, sa pamamagitan ng paraan, magagandang larawan ng ganitong kalikasan ay ginawa sa isang sasakyang panghimpapawid carrier, iyon ay, sa medyo mahalumigmig na hangin.

Ito ay kung paano ito gumagana. Ang footage, siyempre, ay cool, ang spectacle ay kamangha-manghang :-), ngunit hindi ito ang madalas na tawag dito. walang kinalaman dito (at supersonic na hadlang Pareho:-)). At ito ay mabuti, sa palagay ko, kung hindi, ang mga nagmamasid na kumukuha ng ganitong uri ng larawan at video ay maaaring hindi masaya. Shock wave, alam mo ba:-)…

Sa konklusyon, mayroong isang video (nagamit ko na ito dati), ang mga may-akda nito ay nagpapakita ng epekto ng isang shock wave mula sa isang sasakyang panghimpapawid na lumilipad sa mababang altitude sa supersonic na bilis. Mayroong, siyempre, isang tiyak na pagmamalabis doon :-), ngunit ang pangkalahatang prinsipyo ay malinaw. At muli kahanga-hanga :-)…

Yan lamang para sa araw na ito. Salamat sa pagbabasa ng artikulo hanggang sa dulo :-). Hanggang sa muli...

Naki-click ang mga larawan.

Copyright ng paglalarawan Airbus Caption ng larawan Isang halimbawa ng kung ano ang maaaring hitsura ng power package ng isang Airbus aircraft sa hinaharap. Sa halip na ang karaniwang "balangkas" ng mga frame, stringer at spars - isang magaan na mesh ng kumplikadong hugis

Posible bang ganap na magbago ang mismong konsepto ng paglipad? Posible na ito ang mangyayari sa hinaharap. Salamat sa mga bagong materyales at teknolohiya, maaaring lumitaw ang mga pampasaherong drone, at ang mga supersonic na airliner ay babalik sa kalangitan. Sinuri ng serbisyo ng BBC Russian ang impormasyon tungkol sa pinakabagong mga proyekto ng Airbus, Uber, Toyota at iba pang mga kumpanya upang matukoy kung saang direksyon bubuo ang aviation sa hinaharap.

• Handa ka na bang magpalipad ng unmanned aircraft?
• Nagsimula na ang pagsubok sa isang driverless taxi sa Singapore
• Sasakay ka ba sa isang unmanned airliner?

Langit ng lungsod

Sa ngayon, ang isang medyo malaking layer ng atmospera hanggang sa isang kilometro ang taas ay nananatiling medyo libre sa mga lungsod. Ang puwang na ito ay ginagamit ng mga espesyal na aviation, helicopter, pati na rin ang indibidwal na pribado o corporate na sasakyang panghimpapawid.

Ngunit sa layer na ito isang bagong species ay nagsisimula na bumuo sasakyang panghimpapawid. Marami itong pangalan - urban o personal aviation, ang air transport system ng hinaharap, sky taxi, at iba pa. Ngunit ang kakanyahan nito ay nabuo sa simula ng ika-19 na siglo ng mga futurist na artista: lahat ay magkakaroon ng pagkakataon na gumamit ng isang maliit na sasakyang panghimpapawid upang lumipad ng mga maikling distansya.

Copyright ng paglalarawan Hulton Archive Caption ng larawan Ganito naisip ng artista ang hinaharap noong 1820. Ang isang indibidwal na sasakyang panghimpapawid ay naroroon sa naturang mga larawan kahit na noon

• Anong mga proyekto ang ginagawa ng mga taga-disenyo ng sasakyang panghimpapawid sa buong mundo?

Ang mga inhinyero ay hindi sumuko sa pangarap na ito. Ngunit hanggang ngayon, ang kakulangan ng matibay at magaan na mga materyales at hindi perpektong elektroniko, kung wala ang maraming maliliit na aparato ay hindi maaaring ilunsad, ay nahahadlangan. Sa pagdating ng mataas na lakas, magaan na carbon fiber at ang pagbuo ng mga portable na computer, nagbago ang lahat.

Ang kasalukuyang yugto ng paglikha ng urban airmobile transport ay medyo nakapagpapaalaala noong 1910s, ang pinakasimula ng kasaysayan ng pagtatayo ng sasakyang panghimpapawid. Pagkatapos ay hindi agad nahanap ng mga taga-disenyo ang pinakamainam na hugis ng sasakyang panghimpapawid at matapang na nag-eksperimento, na lumilikha ng mga kakaibang disenyo.

Ngayon ang karaniwang gawain - upang gumawa ng isang sasakyang panghimpapawid para sa kapaligiran ng lunsod - ay nagpapahintulot din sa amin na bumuo ng isang malawak na iba't ibang mga aparato.

Ang korporasyon ng Airbus, halimbawa, ay bumubuo ng tatlong malalaking proyekto nang sabay-sabay - ang manned single-seat na Vahana, na, ayon sa mga plano ng korporasyon, ay magagawang lumipad sa susunod na taon, at sa 2021 ay magiging handa na para sa mga komersyal na flight. Dalawang iba pang proyekto: CityAirbus, isang unmanned quadcopter taxi para sa ilang tao, at Pop.Up, na binuo ng korporasyon kasama ng Italdesign. Ito ay isang single-seat unmanned module na maaaring gamitin sa isang wheeled chassis para sa mga biyahe sa paligid ng lungsod, pati na rin ang sinuspinde mula sa isang quadcopter para sa mga flight.

Ginagamit ng Airbus Pop.Up at CityAirbus ang prinsipyo ng quadcopter, at ang Vahana ay isang tiltrotor (iyon ay, isang device na umaalis tulad ng isang helicopter, at pagkatapos ay pinaikot ang mga makina nito at pagkatapos ay gumagalaw tulad ng isang eroplano).

Ang mga disenyo ng quadcopter at tiltrotor ay ang mga pangunahing disenyo na ngayon para sa mga pampasaherong drone. Ang mga quadcopter ay mas matatag sa panahon ng paglipad. At pinapayagan ka ng mga tiltrotor na maabot ang mas mataas na bilis. Ngunit pinapayagan ka ng parehong mga scheme na mag-alis at mapunta nang patayo. Ito ay isang pangunahing kinakailangan para sa urban aviation, dahil ang maginoo na sasakyang panghimpapawid ay nangangailangan ng isang runway. Nangangahulugan ito na kakailanganin ang pagtatayo ng karagdagang imprastraktura para sa lungsod.

Kabilang sa iba pang mga kapansin-pansing proyekto ang Volocopter mula sa kumpanyang Aleman na eVolo, na isang multicopter na may 18 propeller. Ito ang pinakamatagumpay na proyekto ng air taxi sa ngayon; nagsimula na ang pagsubok sa Dubai noong taglagas ng 2017. Noong Hunyo, pinag-uusapan ito ng kumpanya ng pamamahala ng transportasyon ng Dubai sa eVolo.

Copyright ng paglalarawan Lilium Caption ng larawan Ang Lilium ay itinutulak ng 36 na electric turbine na naka-install sa isang hilera sa mga eroplano at sa dalawang bloke sa harap ng aparato

Ang isa pang proyekto mula sa Germany - Lilium - ay kawili-wili dahil sa hindi pangkaraniwang layout nito. Isa itong electric tiltrotor na may 36 na maliliit na turbin na naka-install sa dalawang bloke sa kahabaan ng pakpak, at may dalawa pang bloke sa harap ng device. Sinimulan na ng kumpanya ang mga pagsubok na flight sa unmanned mode.

Ang Japanese automaker na Toyota ay namumuhunan sa Cartivator project.

At ang online taxi service na Uber ay gumagawa din ng sarili nitong unmanned system, sa proyektong ito ito ay nakikipagtulungan nang malapit sa NASA upang bumuo ng mga teknolohiya at software serbisyo sa mga lungsod na may mataas na density ng populasyon.

Copyright ng paglalarawan Ethan Miller/Getty Images Caption ng larawan Ang EHang 184 passenger drone, na nilikha ng Chinese company na Beijing Yi-Hang Creation Science & Technology Co., Ltd. noong 2016

Maraming eksperto sa aviation na mga tagasuporta ng unmanned urban transportasyon ng pasahero, at mga may pag-aalinlangan.

Kabilang sa huli ang editor-in-chief ng Avia.ru na si Roman Gusarov. Ang pangunahing problema, sa kanyang opinyon, ay ang mababang kapangyarihan ng mga de-koryenteng motor at baterya. At ang mahusay na mga drone ng pasahero ay malamang na hindi lilitaw sa nakikinita na hinaharap, sa kabila ng katotohanan na maraming pera ang namumuhunan sa kanilang pag-unlad.

"Ang mga teknolohiya ay medyo krudo pa rin at ang mga system na nilikha gamit ang mga ito ay napapailalim sa mga teknikal na pagkabigo," Denis Fedutinov, editor-in-chief ng uav.ru portal, nabanggit sa isang pakikipanayam sa BBC.

Ayon sa kanya, ang mga naturang proyekto ay maaaring isang magandang publicity stunt at isang pagkakataon upang ipakita na ang kumpanya ay nakikibahagi sa cutting-edge na pananaliksik. Hindi rin niya ibinubukod na, laban sa background ng masigasig na mga publikasyon sa press, maraming mga startup ang maaaring lumitaw na, na natagpuan ang pera ng mamumuhunan, ay hindi makakalikha ng isang lumilipad na drone ng pasahero.

Executive Director ng Infomost Consulting (isang kumpanya na nakikibahagi sa pagkonsulta sa larangan ng transportasyon) Boris Rybak ay naniniwala na sa ngayon ang pinakamalaking problema sa lugar na ito ay takot. Matatakot ang mga tao na ipagkatiwala ang kanilang buhay sa isang sasakyang panghimpapawid na walang piloto sa mahabang panahon.

"Nang lumitaw ang unang self-propelled na mga kariton ng gasolina, sumakay sila sa tabi ng mga kabayo na may usok, usok at dagundong, at ang mga tao ay nagsitakbuhan. Ngunit iyan ay normal, ito ay nakakatakot noon, at ito ay nakakatakot ngayon, "sabi ni Rybak.

Sa pagitan ng bahayamiat mga ibonami

Sa kasalukuyan, ang NASA at ang US Federal Aviation Administration ay nagtatrabaho sa Unmanned Aircraft System (UAS) Traffic Management (UTM) program. Nasa loob ng balangkas ng programang ito na nakikipagtulungan ang Uber sa NASA at sa FAA.

Ang pag-unlad ng mga teknolohiya sa lugar na ito ay malayo sa pag-unlad ng mga patakaran para sa kanilang regulasyon. Ang programang Amerikano ay nagsimulang mabuo noong 2015, ngunit noong " mapa ng daan"Ang pag-unlad nito ay hindi pa namarkahan ang huling araw para sa paglikha ng mga patakaran para sa mga flight sa mga urban na lugar na makapal ang populasyon.

Copyright ng paglalarawan Italdesign Caption ng larawan Ang Pop.Up na kapsula ng pasahero ay maaaring gamitin sa isang gulong na chassis o nakakabit sa isang quadcopter

Ito ay tumutukoy sa mga drone flight para sa paghahatid ng mail at pag-record ng video ng balita. Ngunit walang sinasabi ang programa tungkol sa transportasyon ng mga pasahero.

Sa paghusga sa pamamagitan ng data mula sa mga pagtatanghal na pinag-aralan ng BBC Russian Service, sa hinaharap, ang mga flight ng mga drone ng pasahero sa mga lungsod ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagbuo ng mga ruta sa mga air corridors. Ang parehong prinsipyo ay nalalapat sa modernong sibil na abyasyon. Sa kasong ito, ang mga drone ay aktibong makikipag-ugnayan sa isa't isa at susubaybayan ang airspace sa kanilang paligid upang maiwasan ang mga banggaan sa iba pang mga drone at iba pang mga bagay sa himpapawid (halimbawa, mga ibon).

Gayunpaman, tulad ng paniniwala ni Boris Rybak, ang isang sistema na binuo sa prinsipyo ng libreng paglipad, kung saan ang mga ruta ay gagawin ng mga computer na isinasaalang-alang ang lokasyon ng lahat ng sasakyang panghimpapawid sa himpapawid, ay magiging mas epektibo.

• Sinimulan ng Britain ang pagsubok sa mga walang driver na trak
• Nalilito ng mga paggalaw ng kangaroo ang mga self-driving na kotse

Mananatili ba ang Russia sa gilid?

Sa Russia, sinusubukan din ng mga awtoridad na gumawa ng maingat na mga hakbang upang ayusin ang mga flight ng drone sa mga kapaligiran sa lunsod. Kaya, ang Rostelecom ay interesado sa mga drone sa loob ng mahabang panahon. Ito ay isang kontratista para sa kumpanya ng Russian Space Systems, na noong Nobyembre 2015 ay nanalo sa kumpetisyon ng Roscosmos para sa 723 milyong rubles ($ 12.3 milyon) upang lumikha ng imprastraktura ng Federal Network Operator.

Copyright ng paglalarawan Mga Larawan ng Tom Cooper/Getty Caption ng larawan Isa pang supersonic business jet project - XB-1 mula sa American company na Boom Technology

Ang imprastraktura na ito ay kailangang magbigay ng pagsubaybay sa transportasyon at mga sasakyang walang sasakyan (kabilang ang mga sasakyang panghimpapawid), sasakyang pang-lupa at tubig na may tao at walang sasakyan, sa tren, paliwanag ng isang kinatawan ng Rostelecom. Gumagawa ang operator ng prototype ng imprastraktura na kumokontrol sa paggalaw ng mga sasakyan, pangunahin ang mga drone, at handang gumastos ng humigit-kumulang 100 milyong rubles ($1.7 milyon) sa mga subcontractor.

Ang Deputy Head ng Moscow Department of Science, Industrial Policy at Entrepreneurship Andrei Tikhonov ay nagsabi sa BBC na ang kabisera ng Russia ay wala pang mga kondisyon para sa paglitaw ng mga drone ng pasahero.

"Una, ang balangkas ng regulasyon para sa mga unmanned aerial at ground na sasakyan ay hindi pa ganap na binuo. Pangalawa, ang imprastraktura ng Moscow ay hindi pa iniangkop para sa malawakang transportasyon ng mga kalakal at mga pasahero sa mga unmanned na sasakyan. Pangatlo, karamihan sa mga sasakyan na inilaan para sa transportasyon ng mga tao at malalaking cargo, ay nasa testing stage pa rin at dapat makatanggap ng naaangkop na dokumentasyon para magtrabaho sa mga kondisyon sa urban. Muli, ang mga isyu ng compulsory passenger insurance at marami pang iba ay lumitaw," paliwanag niya.

Totoo, ayon sa kanya, ang mga problemang ito ay hindi gaanong humihinto sa mga awtoridad ng lungsod na pinipilit silang maghanap ng mga paraan upang malutas ang mga ito.

Mas mabilis kaysa sa tunog

Ang isa pang lugar na pinagtatrabahuhan ng maraming kumpanya sa pagmamanupaktura ng sasakyang panghimpapawid ay ang supersonic na transportasyon ng pasahero.

Ang ideyang ito ay hindi na bago. Ang Nobyembre 22 ay minarkahan ang ika-40 anibersaryo ng pagsisimula ng mga regular na komersyal na flight sa pagitan ng New York, Paris at London sa Concorde aircraft. Noong 1970s, ang ideya ng supersonic na transportasyon ay isinama ng British Airways kasama ang Air France, pati na rin ang Aeroflot sa Tu-144. Ngunit sa pagsasagawa, lumabas na ang mga teknolohiya noong panahong iyon ay hindi angkop para sa civil aviation.

Bilang isang resulta, ang proyekto ng Sobyet ay nakansela pagkatapos ng pitong buwan ng operasyon, at ang British-French ay isa pagkatapos ng 27 taon.

Copyright ng paglalarawan Pamantayan sa Gabi Caption ng larawan Ang Concorde, tulad ng Tu-144, ay nauna sa panahon nito, ngunit ipinakita kung gaano kahirap gumawa ng isang supersonic na pampasaherong eroplano

Karaniwang binabanggit ang pananalapi bilang pangunahing dahilan kung bakit kinansela ang mga proyekto ng Concorde at Tu-144. Ang mga eroplanong ito ay mahal.

Ang mga makina ng naturang mga aparato ay kumonsumo ng mas maraming gasolina. Para sa naturang sasakyang panghimpapawid kinakailangan na lumikha ng sarili nitong imprastraktura. Ang Tu-144, halimbawa, ay gumamit ng sarili nitong uri ng aviation fuel, na mas kumplikado sa komposisyon; nangangailangan ito ng espesyal na pagpapanatili, na mas masinsinan at mahal. Para sa sasakyang panghimpapawid na ito, kailangan pa ring mapanatili ang magkahiwalay na mga rampa.

Ang isa pang seryosong problema, bilang karagdagan sa pagiging kumplikado at gastos ng pagpapanatili, ay ang ingay. Sa panahon ng paglipad sa supersonic na bilis, isang malakas na air seal ang nangyayari sa lahat ng mga nangungunang gilid ng mga elemento ng sasakyang panghimpapawid, na bumubuo ng isang shock wave. Ito ay umabot sa likod ng eroplano sa anyo ng isang malaking kono, at kapag ito ay umabot sa lupa, ang taong dinadaanan nito ay nakarinig ng nakakabinging tunog, tulad ng isang pagsabog. Ito ay dahil dito na ang mga paglipad ng Concorde sa teritoryo ng US sa supersonic na bilis ay ipinagbabawal.

At ito ay ingay na ngayon ay pangunahing sinusubukan ng mga taga-disenyo na labanan.

Matapos ang pagtigil ng mga flight ng Concorde, ang mga pagtatangka na gumawa ng bago, mas mahusay na supersonic na pampasaherong sasakyang panghimpapawid ay hindi tumigil. At sa pagdating ng mga bagong teknolohiya sa larangan ng mga materyales, pagbuo ng makina at aerodynamics, ang mga tao ay nagsimulang magsalita tungkol sa kanila nang mas madalas.

Maraming malalaking proyekto sa larangan ng supersonic civil aviation ang ginagawa sa buong mundo. Karaniwan, ito ay mga jet ng negosyo. Ibig sabihin, sinisikap ng mga designer na i-target ang segment ng market na iyon kung saan ang halaga ng mga tiket at serbisyo ay may mas mababang papel kaysa sa rutang transportasyon.

Copyright ng paglalarawan Aerion Caption ng larawan Binubuo ng Aerion ang sasakyang panghimpapawid ng AS2 sa pakikipagtulungan sa Airbus

Ang NASA, kasama ang Lockheed Martin Corporation, ay bumubuo ng isang supersonic na sasakyang panghimpapawid, na sinusubukan, una sa lahat, upang malutas ang problema ng sound barrier. Ang teknolohiya ng QueSST ay nagsasangkot ng paghahanap para sa isang espesyal na aerodynamic na hugis ng sasakyang panghimpapawid, na "magpapahid" sa hard sound barrier, na ginagawa itong malabo at hindi gaanong maingay. Sa kasalukuyan, binuo na ng NASA ang hitsura ng sasakyang panghimpapawid, at ang mga pagsubok sa paglipad nito ay maaaring magsimula sa 2021.

Ang isa pang kapansin-pansing proyekto ay ang AS2, na binuo ng Aerion sa pakikipagtulungan sa Airbus.

Nagtatrabaho din ang Airbus sa proyektong Concord 2.0. Ang sasakyang panghimpapawid na ito ay pinlano na nilagyan ng tatlong uri ng mga makina - isang rocket sa seksyon ng buntot at dalawang maginoo na jet engine, sa tulong kung saan ang sasakyang panghimpapawid ay makakaalis nang halos patayo, pati na rin ang isang ramjet, na pabilisin ang sasakyang panghimpapawid sa bilis na Mach 4.5.

Totoo, ang Airbus ay nakikitungo sa gayong mga proyekto nang maingat.

"Ang Airbus ay patuloy na nagsasaliksik sa larangan ng supersonic/hypersonic na teknolohiya, pinag-aaralan din namin ang merkado upang maunawaan kung ang mga ganitong uri ng mga proyekto ay magiging mabubuhay at magagawa," sabi ng Airbus sa isang opisyal na komentaryo sa BBC Russian Service. "Hindi namin ginagawa makakita ng merkado para sa naturang sasakyang panghimpapawid ngayon at sa nakikinita na hinaharap dahil sa mataas na gastos ng mga naturang sistema. Ito ay maaaring magbago sa pagdating ng mga bagong teknolohiya, o sa mga pagbabago sa pang-ekonomiya o panlipunang kapaligiran. Sa pangkalahatan, sa ngayon ito ay higit pa sa isang lugar ng pag-aaral, sa halip na isang prayoridad na direksyon."

Hindi sinusuportahan ang pag-playback ng media sa iyong device

Posible bang buhayin ang Concorde?

Talagang mahirap hulaan kung magkakaroon ng demand para sa naturang sasakyang panghimpapawid. Sinabi ni Boris Rybak na ang mga teknolohiya ng impormasyon ay binuo din na kahanay sa aviation, at ngayon ang isang negosyante na kailangang mabilis na malutas ang isang isyu sa kabilang panig ng Atlantiko ay kadalasang maaaring gawin ito hindi nang personal, ngunit sa pamamagitan ng Internet.

"Anim na oras para lumipad sa business class o isang business jet mula London papuntang New York. Kung hindi, sa teknikal na paraan, gagastos ka ng apat, well, tatlo at apatnapu. Sulit ba ang [laro] na ito?" - sabi ni Rybak tungkol sa mga supersonic na flight.

Batay sa karanasan ng Tu-144

Gayunpaman, iba ang iniisip ng ibang mga eksperto sa aviation ng Russia. Ang supersonic na sasakyang panghimpapawid ay magagawang kumuha ng kanilang lugar sa merkado, sabi ng rektor ng Moscow Aviation Institute, si Mikhail Pogosyan, ang dating pinuno ng United Aircraft Corporation.

"Ang isang supersonic na sasakyang panghimpapawid ay ginagawang posible na maabot ang isang magkakaibang antas ng husay; pinapayagan ka nitong makatipid ng pandaigdigang oras - isang araw. Ang mga pagtataya sa merkado ay nagpapahiwatig na ang pagpapakilala ng ganitong uri ng teknolohiya at ang ganitong uri ng proyekto ay maiuugnay sa halaga ng naturang Kung ang ganoong halaga ay katanggap-tanggap at hindi mag-iiba sa halaga ng isang flight sa isang subsonic na sasakyang panghimpapawid, pagkatapos ay tinitiyak ko sa iyo na mayroong isang merkado, "sinabi niya sa BBC Russian Service.

Nagsalita si Pogosyan sa forum ng Aerospace Science Week sa Moscow Aviation Institute, kung saan siya, sa partikular, ay nagsalita tungkol sa mga prospect para sa paglikha ng isang supersonic na sasakyang panghimpapawid na may pakikilahok ng mga espesyalista sa Russia. Ang mga negosyong Ruso (TsAGI, MAI, UAC) ay nakikilahok sa malaking European research program Horizon 2020, isa sa mga direksyon kung saan ay ang pagbuo ng isang supersonic na sasakyang panghimpapawid ng pasahero.

Inilista ni Poghosyan ang mga pangunahing katangian ng naturang sasakyang panghimpapawid - isang mababang antas ng sonic boom (kung hindi man ang sasakyang panghimpapawid ay hindi makakalipad sa mga lugar na may populasyon), isang variable na cycle engine (kailangan itong gumana nang maayos sa subsonic at supersonic na bilis), bagong init -lumalaban na mga materyales (sa supersonic na bilis ang sasakyang panghimpapawid ay nagiging napakainit), artipisyal na katalinuhan, pati na rin ang katotohanan na ang naturang sasakyang panghimpapawid ay maaaring kontrolin ng isang piloto.

Kasabay nito, ang rektor ng MAI ay kumbinsido na ang supersonic na proyekto ng sasakyang panghimpapawid ay maaari lamang malikha sa internasyonal na antas.

Copyright ng paglalarawan Boris Korzin/TASS Caption ng larawan Ayon kay Sergei Chernyshev, napanatili ng Russia ang paaralan ng paglikha ng supersonic na pampasaherong sasakyang panghimpapawid

Ang pinuno ng Central Aerohydrodynamic Institute na pinangalanang Propesor N. E. Zhukovsky (TsAGI) Sergei Chernyshev ay nagsabi sa forum na ang mga espesyalista sa Russia ay nakikilahok sa tatlong internasyonal na proyekto sa larangan ng supersonic na pasahero aviation - Hisac, Hexafly at Rumble. Ang lahat ng tatlong proyekto ay hindi naglalayong lumikha ng isang pangwakas na komersyal na produkto. Ang kanilang pangunahing gawain ay pag-aralan ang mga katangian ng supersonic at hypersonic na sasakyan. Ayon sa kanya, ngayon ang mga tagagawa ng sasakyang panghimpapawid ay gumagawa lamang ng konsepto ng naturang sasakyang panghimpapawid.

Sa isang pakikipanayam sa BBC, sinabi iyon ni Sergei Chernyshev malakas na punto Ang mga tagagawa ng sasakyang panghimpapawid ng Russia ay may karanasan sa paglikha ng supersonic na sasakyang panghimpapawid at pagpapatakbo ng mga ito. Ayon sa kanya, ito ay isang malakas na paaralan ng aerodynamic, malawak na karanasan sa pagsubok, kabilang ang sa matinding mga kondisyon. Ang Russia ay mayroon ding "traditionally strong school of materials scientists," idinagdag niya.

"Ang aking subjective na forecast: sa abot-tanaw ng 2030-35 isang [business jet] ay lilitaw. Naniniwala ang Academician Pogosyan na sa pagitan ng 2020 at 2030. Binigyan niya sila ng sampung taon. Totoo ito, ngunit mas malapit pa rin sa 2030, "- sabi ni Sergei Chernyshev .

"Ordinaryong" hindi pangkaraniwang mga liner

Ang pangunahing gawain ng mga taga-disenyo ng sasakyang panghimpapawid ngayon ay upang makamit ang isang pagtaas sa kahusayan ng gasolina ng sasakyang panghimpapawid, habang binabawasan ang mga nakakapinsalang emisyon at ingay. Ang pangalawang gawain ay ang bumuo ng mga bagong control system kung saan ang computer ay magsasagawa ng mas maraming gawain.

Sa ngayon, walang magugulat sa fly-by-wire control system ng isang sasakyang panghimpapawid, kapag ang mga signal mula sa control stick o manibela, pedal at iba pang mga organo ay ipinadala sa mga timon at iba pang mga elemento ng mekanisasyon sa anyo ng mga de-koryenteng signal. Ang ganitong sistema ay nagpapahintulot sa on-board na computer na kontrolin ang mga aksyon ng piloto, paggawa ng mga pagsasaayos at pagwawasto ng mga error. Gayunpaman, ang sistemang ito ay kahapon pa.

• Ang huling supersonic na Concorde ay inilagay sa isang museo
• Ang unang airliner sa mundo na may fusion reactor: gaano kabilis?
• Bakit ang mga kumpanya ng paggawa ng sasakyang panghimpapawid ay gumagawa ng magkatulad na mga eroplano?

Tulad ng sinabi ni Kirill Budaev, bise-presidente ng korporasyon ng Irkut para sa marketing at pagbebenta, sa BBC, ang kumpanya ng Russia ay nagtatrabaho sa isang sistema kung saan isang piloto lamang ang magpapalipad sa eroplano, at ang mga pag-andar ng pangalawa sa panahon ng pag-alis at pag-landing ay isasagawa. ng isang espesyal na sinanay na senior flight attendant. Sa panahon ng paglipad ng eroplano sa antas ng paglipad, sapat na ang isang piloto, naniniwala si Irkut.

Ayon sa mga batas ng kalikasan

Ang isa pang pangunahing inobasyon na lumitaw sa huling dekada ay ang mga composite na materyales. Ang pagbuo ng magaan, matibay na plastik ay maihahambing sa paggamit ng aluminyo sa post-war aviation. Ang materyal na ito, kasama ang pagdating ng mahusay na turbojet engine, ay nagbago ng mukha ng sasakyang panghimpapawid. Ngayon ay eksaktong parehong rebolusyon ang nangyayari sa mga composite, na unti-unting nag-aalis ng metal mula sa mga istruktura ng sasakyang panghimpapawid.

Ang disenyo ng sasakyang panghimpapawid ay lalong gumagamit ng 3D printing, na nagbibigay-daan dito upang lumikha ng mas kumplikadong mga hugis na may mataas na katumpakan. At magsikap na bawasan ang pagkonsumo ng gasolina.

Halimbawa, ginagamit ng Airbus at Boeing ang pinakabagong LEAP family engine na gawa ng CFM International. Ang mga injector sa mga makinang ito ay naka-print na 3D. At ito ay nadagdagan ang kahusayan ng gasolina ng 15%.

Bilang karagdagan, ang industriya ng abyasyon ay nagsimula na ngayong aktibong yakapin ang bionic na disenyo.

Ang Bionics ay isang inilapat na agham na nag-aaral ng mga posibilidad ng praktikal na aplikasyon sa iba't ibang mga teknikal na aparato ng mga prinsipyo at istruktura na lumitaw sa kalikasan salamat sa ebolusyon.

Copyright ng paglalarawan Airbus Caption ng larawan Idinisenyo ang bracket gamit ang teknolohiyang bionic

Narito ang isang simpleng halimbawa - ang larawan sa itaas ay nagpapakita ng bracket na katulad ng ginamit sa isang Airbus aircraft. Bigyang-pansin ang hugis nito - kadalasan ang gayong elemento ay isang solidong piraso ng tatsulok na metal. Gayunpaman, sa pamamagitan ng pagkalkula sa isang computer ng mga puwersa na ilalapat sa iba't ibang bahagi nito, nalaman ng mga inhinyero kung aling mga bahagi ang maaaring alisin at kung alin ang maaaring mabago sa paraang hindi lamang gumaan, kundi pati na rin palakasin ang naturang bahagi.

Ang mas kumplikadong gawain ay isinagawa ng isang pangkat ng mga siyentipiko na pinamumunuan ni Propesor Niels Aage ng Teknikal na Unibersidad ng Denmark. Noong Oktubre 2017, naglathala sila ng ulat sa journal Nature kung saan inilarawan nila kung paano nila kinakalkula ang force set ng isang Boeing 777 airliner wing sa French Curie supercomputer - isang kumplikadong istraktura ng medyo manipis na mga jumper at struts.

Bilang resulta, ayon sa mga mananaliksik, ang bigat ng dalawang pakpak ng sasakyang panghimpapawid ay maaaring mabawasan ng 2-5% nang hindi nawawalan ng lakas. Isinasaalang-alang na ang parehong mga pakpak ay tumitimbang ng pinagsamang 20 tonelada, ito ay magreresulta sa pagtitipid ng hanggang 1 tonelada, na tumutugma sa isang tinantyang pagbawas sa pagkonsumo ng gasolina na 40-200 tonelada bawat taon. Ngunit ito ay makabuluhan na, hindi ba?

Kasabay nito, ang bionic na disenyo sa hinaharap, tulad ng pinaniniwalaan ng mga kumpanya ng pagmamanupaktura ng sasakyang panghimpapawid, ay gagamitin nang higit pa at higit pa. Ang eroplano sa unang paglalarawan sa tekstong ito ay isang sketch lamang ng mga inhinyero ng Airbus, ngunit ipinapakita na nito kung anong prinsipyo ang lilikha ng powertrain ng hinaharap na sasakyang panghimpapawid.

Kuryente

Ang makina ay ang pinakamahalaga at pinakamahal na bahagi ng sasakyang panghimpapawid. At siya ang nagtatakda ng pagsasaayos ng anumang sasakyang panghimpapawid. Sa kasalukuyan, karamihan sa mga makina ng sasakyang panghimpapawid ay alinman sa natural na gas o panloob na pagkasunog, gasolina o diesel. Napakaliit na bahagi lamang ng mga ito ang tumatakbo sa kuryente.

Ayon kay Boris Rybak, sa buong mga dekada ng pagkakaroon ng jet aviation, ang pagbuo ng panimula ng mga bagong makina ng sasakyang panghimpapawid ay hindi natupad. Nakikita niya ito bilang isang manipestasyon ng lobby ng mga korporasyon ng langis. Totoo man ito o hindi, sa buong panahon pagkatapos ng digmaan, hindi kailanman lumitaw ang isang epektibong makina na hindi sumunog sa hydrocarbon fuel. Kahit na ang mga atomic ay nasubok.

Ang saloobin sa kuryente sa pandaigdigang industriya ng abyasyon ay kasalukuyang nagbabago nang malaki. Ang konsepto ng isang "More Electric Aircraft" ay lumitaw sa pandaigdigang aviation. Ito ay nagpapahiwatig ng higit na pagpapakuryente ng mga yunit at mekanismo ng aparato kumpara sa mga modernong.

Sa Russia, ang teknolohiya sa loob ng balangkas ng konseptong ito ay isinasagawa ng Technodinamika holding, bahagi ng Rostec. Ang kumpanya ay gumagawa ng mga electric reverse drive para sa hinaharap na Russian PD-14 engine, fuel system drive, at landing gear retraction at extension drive.

"Sa mahabang panahon, kami ay, siyempre, tumitingin sa malalaking komersyal na mga proyekto ng sasakyang panghimpapawid. At sa mga ito malalaking eroplano"Malamang na gagamit kami ng hybrid propulsion system bago lumipat sa full electric propulsion," sabi ng Airbus sa isang komentaryo. - Ang katotohanan ay ang ratio ng power-to-weight sa mga modernong baterya ay napakalayo pa rin sa kailangan natin. Ngunit naghahanda kami para sa hinaharap kung saan posible ito."

Ang isang kamangha-manghang tanawin ay isang kono ng singaw na lumilitaw sa paligid ng isang eroplano na lumilipad sa transonic na bilis. Ang kahanga-hangang epektong ito, na kilala bilang Prandtl-Gloert effect, ay nagiging sanhi ng pagdilat ng mga mata at pagbagsak ng panga. Ngunit ano ang kakanyahan nito?

(Kabuuang 12 larawan)

1. Taliwas sa popular na paniniwala, hindi lalabas ang epektong ito kapag nasira ng eroplano ang sound barrier. Ang Prandtl-Gloert effect ay madalas ding nauugnay sa supersonic bang, na hindi rin totoo. Ang mga ultra-high bypass na makina ng sasakyang panghimpapawid ay maaaring lumikha ng epekto na ito sa bilis ng pag-alis dahil mababa ang presyon ng pumapasok sa makina at ang mga blades ng fan mismo ay gumagana sa bilis na transonic.

2. Ang dahilan ng paglitaw nito ay ang isang eroplano na lumilipad sa mataas na bilis ay lumilikha ng isang lugar na may mataas na presyon ng hangin sa harap nito at isang lugar na may mababang presyon sa likod nito. Matapos lumipas ang eroplano, ang lugar ng mababang presyon ay nagsisimulang punan ng nakapaligid na hangin. Sa kasong ito, dahil sa sapat na mataas na pagkawalang-kilos ng mga masa ng hangin, una ang buong lugar ng mababang presyon ay napuno ng hangin mula sa mga kalapit na lugar na katabi ng lugar ng mababang presyon.

3. Isipin ang isang bagay na gumagalaw sa transonic speed. Ang bilis ng transonic ay iba sa bilis ng tunog. Nasira ang sound barrier sa bilis na 1235 km/h. Ang transonic na bilis ay nasa ibaba, sa itaas o malapit sa bilis ng tunog at maaaring mag-iba mula 965 hanggang 1448 km/h. Samakatuwid, ang epektong ito ay maaaring mangyari kapag ang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw sa bilis na mas mababa sa o katumbas ng bilis ng tunog.

4. At gayon pa man ito ay tungkol sa tunog - ang "visibility" ng steam cone na ito sa likod ng eroplano ay nakasalalay dito. Ang hugis ng kono ay nilikha sa pamamagitan ng puwersa ng tunog (sa kaso ng mga eroplano) na gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa mga sound wave na ginagawa nito. Ang Prandtl-Gloert effect ay lumitaw bilang resulta ng wave nature ng mga tunog.

5. Muli, isipin ang eroplano bilang ang pinagmulan at ang tunog bilang ang tuktok ng alon. Ang mga sound wave crest na ito ay isang serye o shell ng mga magkakapatong na bilog. Kapag ang mga alon ay nagsasapawan sa isa't isa, ang isang hugis ng kono ay nalilikha, at ang dulo ay ang pinagmulan ng tunog. Sa ngayon ay hindi nakikita.

6. Para makita ng mata ng tao ang epekto, isa pang bagay ang kailangan - kahalumigmigan. Kapag ang halumigmig ay sapat na mataas, ang hangin sa paligid ng cone ay namumuo at bumubuo ng ulap na nakikita natin. Sa sandaling bumalik sa normal ang presyon ng hangin, mawawala ang ulap. Ang epekto ay halos palaging nangyayari sa mga eroplano na lumilipad sa karagatan sa tag-araw - ang kumbinasyon ng tubig at init ay nagbibigay ng nais na antas ng kahalumigmigan.

7. Dito maaari mong sirain ang isa pa. Ang ilan ay naniniwala na ang Prandtl-Gloert effect ay nangyayari bilang resulta ng pagkasunog ng gasolina.

8. Malamang na mauunawaan mo kung sa tingin mo ang epektong ito ay isang contrail, iyon ay, isang hindi natural na ulap na lumilitaw mula sa condensed water vapor na ginawa ng engine exhaust. Gayunpaman, hindi ito ang parehong bagay. Nandoon na ang singaw ng tubig - nasa ere na ito bago pa man dumaan dito ang eroplano.

9. Ang presyon ng hangin ay nararapat ding banggitin. Kapag ang isang eroplano ay gumagalaw sa transonic na bilis, ang presyon ng hangin sa paligid nito ay tinatawag na isang N-wave dahil kapag ang presyon ay nag-iiba sa oras, ang resulta ay katulad ng letrang N.

10. Kung maaari nating pabagalin ang blast wave na dumadaan sa atin, makikita natin ang nangungunang bahagi ng compression. Ito ang simula ng N. Ang pahalang na stick ay nangyayari kapag bumaba ang presyon, at kapag ang normal na presyon ng atmospera ay bumalik sa huling punto, ang titik N ay nalikha.

11. Ang epekto ay ipinangalan sa dalawang natatanging siyentipiko na nakatuklas ng hindi pangkaraniwang bagay na ito. Si Ludwig Prandtl (1875 - 1953) ay isang Aleman na siyentipiko na nag-aral ng pagbuo ng sistematikong pagsusuri sa matematika sa aerodynamics. Si Hermann Glauert (1892 - 1934) ay isang British aerodynamicist.

12. Maniwala ka man o hindi, maaari kang lumikha ng epektong ito sa iyong sarili. Dalawang bagay lang ang kailangan mo: isang latigo at isang araw na may mataas na kahalumigmigan. Kung maaari kang maghagupit ng latigo tulad ng Indiana Jones, makikita mo ang katulad na epekto. Bagaman, hindi mo dapat subukan ito sa bahay.