Néhány közönséges ostor, mint például a bika vagy állományhajó, gyorsabban tud mozogni, mint a hang: az ostor hegye meghaladja ezt a sebességet, és éles repedést okoz – szó szerint szonikus bumm. A 19. század után készült lőfegyverek általában szuperszonikusabb orrsebességgel rendelkeznek.

A hanggátat élőlények mintegy 150 millió évvel ezelőtt tönkretehették először. Egyes paleobiológusok szerint biomechanikai képességeik számítógépes modelljei alapján egyes hosszúfarkú dinoszauruszok, például a Brontosaurus, az Apatosaurus és a Diplodocus képesek voltak szuperszonikus sebességgel pöccinteni a farkukat, repedésszerű hangot keltve. Ez a megállapítás elméleti, és a terepen mások is vitatják. A Föld légkörébe belépő meteorok általában, ha nem is mindig, a hangnál gyorsabban ereszkednek le.

Korai problémákEdit

Sok korai repülőgép légcsavarja szuperszonikus sebességet érhet el, ami észrevehető zümmögést eredményez, amely megkülönbözteti az ilyen repülőgépeket. Ez nem kívánatos, mivel a transzkonikus légmozgás zavaró lökéshullámokat és turbulenciát idéz elő. Ezeknek a hatásoknak köszönhető, hogy a propellerekről ismert, hogy drámai mértékben csökkentek teljesítmény, amint közelednek a hangsebességhez. Könnyű kimutatni, hogy a teljesítmény javításához szükséges teljesítmény olyan nagy, hogy a szükséges motor tömege gyorsabban növekszik, mint amennyit a légcsavar teljesítménye képes ellensúlyozni. Ez a probléma vezetett korai kutatások a sugárhajtóművekről, nevezetesen az angol Frank Whittle és a német von vonain által, akiket kifejezetten azért kutattak, hogy elkerüljék ezeket a problémákat a nagy sebességű repülés során.

N ennek ellenére a légcsavaros repülőgépek képesek voltak merülés közben megközelíteni a kritikus Mach-számot. Sajnos ez számos balesethez vezetett, különféle okokból. Leghírhedtebb, hogy a Mitsubishi Zero-ban a pilóták teljes erővel repültek a terepre, mert a repülőgépük vezérlő felületeire ható gyorsan növekvő erők felülkerekedtek rajtuk. Ebben az esetben a javításra tett több kísérlet csak tovább súlyosbította a problémát. Hasonlóképpen, a Supermarine Spitfire szárnyainak alacsony torziós merevségéből adódó hajlítás következtében a csűrővezérlő bemenetek ellensúlyozására késztették őket, ami a vezérlés visszafordulásának nevezett állapothoz vezetett. Ezt későbbi modellekben a szárny változtatásával oldották meg. Még rosszabb, hogy a Lockheed P-38 Lightnings búvárkodás szárnyai és farokfelülete közötti légáramlás különösen veszélyes interakciója megnehezítette a merülések “kihúzását”; azonban a problémát később megoldották egy “merülőcsappantyú” hozzáadásával, amely felzaklatta A légáramlás ilyen körülmények között A görbült felületeken fellépő lökéshullámok kialakulása miatt a csapkodás egy másik nagy probléma volt, amely a leghíresebben egy de Havilland fecske felbomlásához vezetett, és pilótája, Geoffrey de Havilland, Jr. 1946. szeptember 27-én elhunyt. Úgy gondolják, hogy hasonló probléma okozza a BI-1 rakétarepülőgép 1943-as zuhanását a Szovjetunióban.

Mindezek a hatások, bár a legtöbb szempontból nem kapcsolódnak egymáshoz, egy “akadály “megnehezíti a repülőgépek hangsebességének túllépését. A téves hírek miatt a legtöbb ember fizikai „falként” képzelte el a hangzárást, amelyet a szuperszonikus repülőgépeknek egy éles tűorral „kellett feltörniük” a törzs elején. A rakéta- és tüzérségi szakértők termékei rendszeresen meghaladták az 1 Mach-ot, de a repülőgép-tervezők és az aerodinamikai mérnökök a második világháború alatt és után úgy vélték, hogy a Mach 0,7-es határértéket meghaladhatja.

Korai követelésekEdit

A második világháború után és közvetlenül utána számos olyan állítás hangzott el, hogy a hangkorlát megszakadt egy merülés során. Ezen állítólagos események többségét el lehet vetni műszerhibákként. A tipikus légsebesség-mutató (ASI) két vagy több közötti légnyomás-különbséget használ pontok a repülőgépen, jellemzően az orr közelében és a törzs oldalán, hogy sebességet eredményezzenek. Nagy sebességnél a hangzáráshoz vezető különféle tömörítési hatások miatt az ASI nem lineáris lesz és pontatlanul magas vagy alacsony olvasási értékek, a telepítés sajátosságaitól függően. Ez a hatás “Mach ugrás” néven vált ismertté. A Mach-mérők bevezetése előtt a szuperszonikus sebességek pontos mérését csak távolról, általában földi eszközök használatával. Sok szuperszonikus sebességre vonatkozó állításról kiderült, hogy ily módon mérve messze alatta van a sebességnek.

1942-ben a Republic Aviation sajtóközleményt adott ki arról, hogy a Lts. Harold E. Comstock és Roger Dyar túllépték a hangsebességet a Republic P-47 Thunderbolt próbamerülések során. Általánosan elfogadott vélemény, hogy ennek oka az ASI pontatlan leolvasása volt. Hasonló tesztek során az észak-amerikai P-51 Mustang 0,85 Mach-nál mutatott határértékeket, minden M0,84 feletti repülés következtében a repülőgép vibrációval károsodott.

Az egyik legmagasabban regisztrált műszeres Mach-szám, amelyet egy légcsavaros repülőgéphez elértek, a merüléses tesztek során repült Spitfire PR XI-hez tartozó Mach 0,891. A királyi repülőgép-létesítménynél, Farnborough-ban 1944 áprilisában. A Spitfire fényképfelderítő változatot, a Mark XI-t, kiterjesztett “rake típusú” több pitot rendszerrel felszerelve, a század vezetője, JR Tobin, erre a sebességre repítette. korrigált valódi légsebesség (TAS) 606 mph. Egy ezt követő repülésben Anthony Martindale századvezető 0.92 Mach-ot ért el, de kényszerleszállással ért véget, miután a túlfordulat megrongálta a motort.

Hans Guido Mutke azt állította, hogy 1945. április 9-én megtörte a hangkorlátot. a Messerschmitt Me 262 sugárhajtású repülőgép. Azt állítja, hogy ASI-je 1100 kilométer / órás sebességgel rögzítette magát. Mutke nem csak transzkonikus pufferelésről számolt be, hanem a normál kontroll folytatásáról, ha egy bizonyos sebességet túlléptek, majd a súlyos pufferelés folytatása, miután a Me 262 ismét lelassult. Beszámolt a motor gyújtásáról is.

Ezt az állítást széles körben vitatják, még az egységében lévő pilóták is. Az összes általa jelentett hatás köztudottan jóval alacsonyabb sebességgel fordul elő a Me 262-n, és az ASI olvasása egyszerűen nem megbízható a transzkonikusban. Továbbá, Karl Doetsch által Willy Messerschmitt parancsára elvégzett tesztekből kiderült, hogy a gép irányíthatatlanná vált 0,86 Mach fölött, és a 0,9 Mach értéknél egy olyan merülésbe orrolt, amelyből már nem sikerült kilábalni. A RAF háború utáni tesztjei megerősítették ezeket az eredményeket, azzal a kis módosítással, hogy az új műszerek használatával a maximális sebesség 0,84 Mach volt, nem pedig 0,86 Mach.

1999-ben Mutke professzor segítségét kérte. Otto Wagner, a Müncheni Műszaki Egyetem számítástechnikai tesztek lefolytatásával annak megállapítására, hogy a repülőgép képes-e megtörni a hanggátat. Ezek a tesztek nem zárják ki a lehetőséget, de hiányoznak a pontos szimulációk elkészítéséhez szükséges adatok az ellenállási együtthatóról. Wagner kijelentette: “Nem akarom kizárni a lehetőséget, de el tudom képzelni, hogy ő is éppen a hangsebesség alatt volt, és érezte a pufferelést, de nem ment a Mach-1 fölé.”

Egy kis bizonyíték, amelyet Mutke nyújtott be, a “Me 262 A-1 pilóta kézikönyve” 13. oldalán található, amelyet az Ohio, Wright Field, Wright Field parancsnokság F-SU-1111-ND számú jelentésként adott ki. 1946. január 10 .:

A jelentések szerint 950 km / h (590 mph) sebességet értek el sekély merülés közben, 20 ° -tól 30 ° -ig. a vízszintes. Függőleges merülés nem történt. 950–1000 km / h (590–620 mérföld / órás) sebességnél a repülőgép körüli légáramlás eléri a hangsebességet, és azt jelentették, hogy a vezérlőfelületek már nem befolyásolják a repülés irányát. Az eredmények a különböző repülőgépektől függően változnak: egyesek szárnyra merülnek, mások pedig fokozatosan merülnek el. Arról is beszámolunk, hogy a hangsebesség túllépése után ez az állapot eltűnik, és helyreáll a normál irányítás.

A repülés irányításának helyreállításához és a légi megálláshoz fűzött megjegyzések az 1 Mach fölötti büfé mennyisége nagyon jelentős egy 1946-os dokumentumban. Az azonban nem világos, hogy ezek a kifejezések honnan származnak, mivel nem úgy tűnik, hogy az amerikai pilóták végeztek ilyen teszteket.

1990-es Me-163 című könyvében a volt Messerschmitt Me 163 “Komet” pilóta Mano Ziegler azt állítja, hogy barátja, Heini Dittmar tesztpilóta megtörte a hangkorlátot a rakétarepülő búvárkodása közben, és hogy a földön többen hallották a hangzavarokat. Azt állítja, hogy 1944. július 6-án a Me 163B V18 típusú repülőgépet, a Stammkennzeichen VA + SP ábécés kódot viselő Dittmarot 1130 km / h (702 mph) sebességgel haladták meg. Ennek a repülésnek azonban egyetlen bizonyítéka sincs az adott időszakban, amelyet a szövetséges erők elfogtak és alaposan tanulmányoztak. A Dittmar-ot 1941. október 2-án hivatalosan 1004,5 km / h sebességgel (623,8 mérföld / óra) vették nyilvántartásba a Me 163A V4 prototípusával. Ezt a sebességet kevesebb, mint teljes gázzal érte el, mivel aggasztotta a transzkonikus büfé. Maga Dittmar nem állítja, hogy ezen a járaton megtörte a hangkorlátot, és megjegyzi, hogy a sebességet csak az AIS-en rögzítették. Ugyanakkor elismeri, hogy ő volt az első pilóta, aki “kopogtatott a hangkorláton”.

A Luftwaffe tesztpilótája, Lothar Sieber (1922. április 7. – 1945. március 1.) akaratlanul is az első ember lehet. 1945. március 1-jén megtört a hangsorompó. Ez akkor történt, amikor egy Bachem Ba 349 “Natter” -et vezetett a történelem első emberes függőleges rakétaszállására. 55 másodperc alatt összesen 14 km-t (8.7 mérföld) tett meg. A repülőgép lezuhant, és erőszakosan elpusztult ebben a törekvésben.

Számos olyan pilóta nélküli jármű van, amely szuperszonikus sebességgel repült ebben az időszakban, de általában nem felelnek meg a meghatározásnak. 1933-ban a ramjet koncepciókon dolgozó szovjet tervezők tüzérségi ágyúkból foszforüzemű motorokat lőttek ki, hogy működési sebességre jussanak. Lehetséges, hogy ez olyan szuperszonikus teljesítményt nyújtott, mint a Mach 2, de ez nem csak magának a motornak köszönhető. Ezzel szemben a német V-2 ballisztikus rakéta repülés közben rendszeresen megtörte a hanggátat, először 1942. október 3-án. 1944 szeptemberére a V-2-esek a terminál ideje alatt rendszeresen elérték a 4 Mach-ot (1200 m / s, vagy 3044 mph). ereszkedés.

A hangkorlát megszakításaEdit

1942-ben az Egyesült Királyság Légügyi Minisztériuma szigorúan titkos projektbe kezdett a Miles Aircraft céggel a világ első fejlesztése érdekében. repülőgép, amely képes megbontani a hangzárat. A projekt eredményeként kifejlesztették a Miles M.52 turbógépes hajtású repülőgép prototípusát, amelyet úgy terveztek, hogy szint repülés közben elérje az 1000 mph (417 m / s; 1600 km / h) sebességet (a meglévő sebességrekord kétszerese felett), és 11 perc 36 000 láb (1 km) magasságba 1 perc 30 másodperc alatt felmászni.

Az eredményül kapott M.52-es kialakításba rengeteg fejlett funkció került beépítésre, amelyek közül sok a szuperszonikusok részletes ismeretére utal aerodinamika. Különösen a kúpos orr és az éles szárny-élek voltak, mivel ismert volt, hogy a kerek orrú lövedékeket nem lehet stabilizálni szuperszonikus sebességgel. A kialakítás nagyon vékony, mindkét oldalán domború szakaszból készült szárnyakat használt Jakob Ackeret által javasolt alacsony ellenállásra. A szárnycsúcsokat “levágták”, hogy távol tartsák őket a repülőgép orra által generált kúpos lökéshullámtól. A törzsnek a legkisebb megengedett keresztmetszete volt a centrifugális motor körül, a tetején lévő nyeregben lévő üzemanyagtartályokkal.

Egy másik kritikus kiegészítés egy motoros stabilizátor használata volt , más néven mindent mozgó farok vagy repülő farok, a szuperszonikus repülésirányítás kulcsa, amely ellentétben áll a pilóta irányítóoszlopához mechanikusan csatlakoztatott hagyományos csuklós farokkal (vízszintes stabilizátorokkal). A hagyományos vezérlőfelületek hatástalanná váltak a nagy szubszonikus sebességnél, amelyet a harcosok merülés közben értek el, a csuklón lökéshullámok kialakulása és a nyomásközép hátrafelé irányuló mozgása által okozott aerodinamikai erők miatt, amelyek együttesen felülírhatják azokat a vezérlőerőket, amelyek a pilóta mechanikusan alkalmazhatta, akadályozva a merülésből való kilábalást. A korai transzkonikus repülés egyik fő akadálya a vezérlő irányváltása volt, ez a jelenség miatt a repülési bemenetek (bot, kormány) nagy sebességgel váltottak irányt; ez okozta sok balesetet és balesetközeli eseményt. A repülõ farok minimális feltétele annak a lehetõségnek, hogy a repülõgép képes legyen biztonságosan megtörni a transzkonikus akadályt, anélkül, hogy elveszítené a pilóta irányítását. A Miles M.52 volt az első példája ennek a megoldásnak, amelyet azóta általánosan alkalmaztak.

Kezdetben a repülőgépnek Frank Whittle legújabb motorját, a Power Jets W.2 / 700-at kellett használni. amely csak sekély merülésnél éri el a szuperszonikus sebességet. A repülőgép teljesen szuperszonikus változatának kifejlesztése érdekében újításként egy újramelegítő fúvócsövet – más néven utóégetőt – használtak. Végül a tervezés tartalmazott egy másik kritikus elemet – az orrban található ütőkúp használatát a beáramló levegő lassításához a motor által szükséges szubszonikus sebességre.

Bár a projektet végül törölték, a kutatást egy pilóta nélküli rakéta felépítéséhez használták fel, amely sikeres, ellenőrzött transzkonikus és szuperszonikus szintű próbarepülésben elérte az 1,38 Mach sebességet; ez abban az időben egyedülálló eredmény volt, amely validálta az aerodinamikát az M.52.

Eközben a tesztpilóták nagy sebességet értek el a frakk nélküli, söpört szárnyú de Havilland DH 108-ban. Az egyik Geoffrey de Havilland, Jr. volt, akit 1946. szeptember 27-én meggyilkoltak, amikor DH 108-ja kb. . John Derry-t “Nagy-Britannia” első szuperszonikus pilótájának hívják 1948. szeptember 6-án egy DH 108-as merülés miatt.

Az első “hivatalos” repülőgép, amely megtörte a hangzáratEdit

A Brit Légügyi Minisztérium megállapodást írt alá az Egyesült Államokkal az összes nagy sebességű kutatás, adat és terv cseréjéről, és a Bell Aircraft vállalat hozzáférést kapott az M.52-es rajzaihoz és kutatásaihoz, de az Egyesült Államok visszautasította a megállapodás, és cserébe nem érkezett adat.Bell szuperszonikus kialakítása még mindig hagyományos farokot használt, és az irányítás problémájával küzdöttek.

Az információkat felhasználva megkezdték a Bell X-1 munkáját . A Bell X-1 végleges változata nagyon hasonlított az eredeti Miles M.52 változatra. Az XS-1-et szintén a teljes mozgású farokkal látták el, később X-1 néven ismerték. -1, hogy Chuck Yeager nevéhez fűződik, hogy 1947. október 14-én 45 000 láb (13,7 km) magasságban repülve elsőként törte meg a hangkorlátot vízszintes repülés közben. George Welch elfogadható, de hivatalosan nem ellenőrzött követelést tett a hangzár 1947. október 1-jén, miközben XP-86 szablyát repített. Azt is állította, hogy 1947. október 14-én megismételte szuperszonikus repülését, 30 perccel azelőtt, hogy Yeager megtörte a Bell X-1 hanggátját. A tanúk és az eszközök bizonyítékai határozottan arra utalnak, hogy Welch szuperszonikus sebességet ért el, a repüléseket nem figyelték megfelelően és hivatalosan sem ismerik el. Az XP-86 hivatalosan 1948. április 26-án érte el a szuperszonikus sebességet.

1947. október 14-én, alig egy hónappal azután, hogy az Egyesült Államok Légierőjét külön szolgálatként hozták létre, a tesztek az első szuperszonikus repülés, amelyet Charles “Chuck” Yeager légierő kapitány vezetett a 46-062 számú repülőgépen, amelyet elbűvölő Glennisnek keresztelt. A rakétával hajtott repülőgépet egy speciálisan módosított B-29-es bombatéréből indították és egy kifutópályán landolt. Az XS-1 50-es számú járat az első, ahol az X-1 szuperszonikus repülést rögzített 1,06 Mach (361 m / s, 1299 km / h, 807,2 mph) csúcssebesség mellett; Yeager és sok más személyzet azonban úgy véli, hogy a 49. számú járat (szintén Yeager pilótázással), amely elérte a 0,997 Mach (339 m / s, 1221 km / h) maximális rögzített sebességet, valójában meghaladhatta az 1 Mach-ot. (A mérések három szignifikáns számra nem voltak pontosak, és erre a repülésre nem került hangzavar.)

Az X-1 első szuperszonikus repülésének eredményeként az Országos Repüléstechnikai Szövetség 1948-as Collier-jét szavazta meg. A program három fő résztvevője által elnyert trófea. A Fehér Házban Harry S. Truman elnök tisztelte Larry Bell-t a Bell Aircraft számára, Yeager kapitányt a repülések irányításáért és John Stack-ot a NACA közreműködéséért.

Jackie Cochran volt az első nő, aki 1953. május 18-án, egy Canadair Sabre-ban, Yeagerrel szárnyasaként bontotta meg a hangzárat.

1961. augusztus 21-én egy Douglas DC-8-43 ( Az N9604Z lajstromszám) hivatalosan meghaladta az 1 Mach-ot egy ellenőrzött merülés során az Edwardsi Légierő Bázisán végrehajtott próbarepülés során, amint azt észlelték a hajózószemélyzet által; a személyzet William Magruder (pilóta), Paul Patten (másodpilóta), Joseph Tomich (repülési mérnök) és Richard H. Edwards (repülésteszt mérnök) volt. Ez volt az első szuperszonikus repülés egy polgári utasszállító repülőgépen, és az egyetlen, kivéve a Concorde vagy a Tu-144 repüléseit.

A hangsorompó understandEdit

Ahogy a nagysebességű repülés tudománya egyre szélesebb körben megértésre került, számos változás vezetett ahhoz, hogy végül megértették, hogy a “hangsor” a megfelelő körülmények között könnyen behatolhat. E változások között szerepelt a vékony, söpört szárnyak bevezetése, a területszabály és az egyre növekvő teljesítményű motorok. Az ötvenes évekre sok harci repülőgép rendszeresen képes volt megtörni a hanggátat a repülés során, bár ennek során gyakran szenvedtek ellenőrzési problémáktól, például a Mach-behúzástól. A modern repülőgépek irányítási problémák nélkül áthaladhatnak a “sorompón”.

Az ötvenes évek végére a kérdés annyira jól meg volt értve, hogy sok vállalat befektetni kezdett szuperszonikus repülőgépek vagy SST-k fejlesztésébe, és úgy vélte, hogy ez a következő „természetes” lépés a repülőgépek fejlődésében. Ez azonban még nem történt meg. Noha a Concorde és a Tupolev Tu-144 az 1970-es években lépett szolgálatba, később mindkettőjüket nyugdíjazták anélkül, hogy hasonló kivitelekkel helyettesítették volna őket. A Concorde utoljára 2003-ban repült.

Bár a Concorde és a Tu-144 volt az első repülőgép, amely szuperszonikus sebességgel szállította a kereskedelmi utasokat, nem ők voltak az első vagy egyetlen kereskedelmi repülőgépek, amelyek megtörték a hangsorompó. 1961. augusztus 21-én egy Douglas DC-8 megtörte a hangkorlátot 1,012 Mach-nál, vagyis 1240 km / h-nál (776,2 mph), miközben ellenőrzött merüléssel 41 088 lábon (12 510 m). A repülés célja az volt, hogy adatokat gyűjtsön a szárny új élének kialakításáról. Lehet, hogy egy China Airlines 747 repülőgép repülés közbeni, 1985. február 19-i felborulása után nem tervezett mélységben megtört a hangkorlát 41 000 lábról (12 500 m) 9 500 lábra (2900 m).Ez elérte az 5 g-ot is.

A hangkorlát megszakítása egy szárazföldi járműbenEdit

1948. január 12-én egy Northrop pilóta nélküli rakétaszán lett az első szárazföldi jármű, amely megtörte a hangkorlátot. A kaliforniai Muroci Légierő Bázis (ma Edwards AFB) katonai kísérleti létesítményében csúcssebessége 1019 mph (1640 km / h) volt, mielőtt átugrott volna a sínekre.

1997. október 15-én, egy Richard Noble által vezetett csapat által tervezett és gyártott jármű, a Királyi Légierő pilótája, Andy Green lett az első személy, aki a Fédération Internationale de l “Automobile szabályainak betartásával megtörte a szárazföldi jármű hangzáró képességét. A ThrustSSC nevű jármű ( “Super Sonic Car”), 50 évvel és egy nappal Yeager első szuperszonikus repülése után rögzítette a rekordot.

A hangsorompó megtörése emberi lövedékkéntEdit

Felix BaumgartnerEdit

2012 októberében Felix Baumgartner egy tudóscsoporttal és a Red Bull szponzorával megpróbálta a legmagasabb égbolt-merülést. A projekt során Baumgartner megkísérli ugrani 120 000 láb (36 580 m) hélium ballonját, és ő lesz az első ejtőernyős, aki megtörte a hanggátat. Az indítást 2012. október 9-re tervezték, de a kedvezőtlen időjárás miatt megszakították; ezt követően a kapszulát helyette október 14-én dobták piacra. Baumgartner bravúrja egyben az amerikai tesztpilóta, Chuck Yeager 65 éves sikeres próbálkozása volt, hogy egy repülőgépen megtörje a hanggátat.

Baumgartner Új-Mexikó keleti részén landolt, miután leugrott a világrekord 128 128 lábáról ( 39 045 m), vagyis 24,26 mérföld, és megtörte a hangkorlátot, amikor 1333 km / h (1342 km / h vagy 1,26 Mach) sebességgel haladt. Az ugrása utáni sajtótájékoztatón bejelentették, hogy 4 perc 18 másodpercig esett szabadesésben, Joseph Kittinger 1960-as ugrása után a második leghosszabb zuhanás 4 perc 36 másodpercig.

Alan EustaceEdit

2014 októberében Alan Eustace, a Google vezető alelnöke megdöntötte Baumgartner legmagasabb égbolt-merülési rekordját, és közben megdöntötte a hanggátat is. Mivel azonban Eustace ugrása egy drogernyőhöz vezetett , míg Baumgartner nem, függőleges sebességi és szabad esési távolságuk rekordjai különböző kategóriákban maradnak