ブルウィップやストックホイップなどの一部の一般的なホイップは、音よりも速く動くことができます。ホイップの先端がこの速度を超え、鋭い亀裂を引き起こします。文字通りソニックブームです。 19世紀以降に製造された銃は、一般に超音速の初速を持っています。

音の壁は、約1億5000万年前に生物によって最初に破られた可能性があります。一部の古生物学者は、生体力学的能力のコンピューターモデルに基づいて、ブロントサウルス、アパトサウルス、ディプロドクスなどの特定の長い尾の恐竜が超音速で尾を弾き、ひび割れ音を出すことができた可能性があると報告しています。この発見は理論的であり、この分野の他の人々によって論争されています。地球の大気圏に入る流星は、常にではないにしても、通常、音よりも速く降下します。

初期の問題編集

多くの初期の航空機のプロペラは超音速に達し、そのような航空機を区別する顕著なバズを生成する可能性があります。これは、超音速の空気の動きが破壊的な衝撃波と乱流を生み出すため、望ましくありません。これらの影響により、プロペラは劇的に減少することが知られています。音速に近づくにつれて性能が向上します。性能を向上させるために必要な出力が非常に大きいため、必要なエンジンの重量がプロペラの出力よりも速く増加することは簡単にわかります。この問題が原因でした。ジェットエンジンの初期の研究、特にイギリスのフランクホイットルとドイツのハンスフォンオハインによる、特に高速飛行におけるこれらの問題を回避するために彼らの研究に導かれた。

Nそれにもかかわらず、プロペラ航空機はダイビングで臨界マッハ数に近づくことができました。残念ながら、そうすることで、さまざまな理由で多数のクラッシュが発生しました。最も悪名高いのは、三菱ゼロでは、航空機の操縦翼面に作用する急激に増加する力がパイロットを圧倒したため、パイロットは全力で地形に飛び込みました。この場合、それを修正するためのいくつかの試みは問題を悪化させるだけでした。同様に、スーパーマリンスピットファイアの翼の低いねじり剛性によって引き起こされた屈曲により、エルロンの制御入力が打ち消され、制御反転と呼ばれる状態が発生しました。これは、翼を変更した後のモデルで解決されました。さらに悪いことに、ダイビングの翼と尾の表面の間の気流の特に危険な相互作用ロッキードP-38ライトニングはダイビングの「引き抜き」を困難にしましたが、問題は後に動揺する「ダイビングフラップ」の追加によって解決されました曲面での衝撃波の形成によるフラッターは、1946年9月27日にデハビランドスワローの崩壊とパイロットのジェフリーデハビランドジュニアの死に最も有名な原因となったもう1つの大きな問題でした。同様の問題が、1943年にソビエト連邦でBI-1ロケット航空機が墜落した原因であると考えられています。

これらの影響はすべて、ほとんどの点で無関係ですが、 “バリア「航空機が音速を超えることを困難にしている。誤ったニュース報道により、ほとんどの人は音の壁を物理的な「壁」として想像しました。超音速機は、胴体の前面にある鋭い針の鼻で「壊す」必要がありました。ロケットと砲兵の専門家の製品は日常的にマッハ1を超えていましたが、第二次世界大戦中および第二次世界大戦後の航空機設計者と空力エンジニアは、マッハ0.7を超えるのが危険な限界として議論しました。

初期の主張編集

中第二次世界大戦とその直後に、ダイビングで音の壁が破られたとの主張が多数寄せられました。これらのイベントの大部分は、計装エラーとして却下できます。一般的な空気速度インジケーター（ASI）は、2つ以上の空気圧差を使用します。航空機のポイント、通常は機首の近くと胴体の側面で速度の数値を生成します。高速では、音の壁につながるさまざまな圧縮効果により、ASIが非線形になり、不正確に高い値が生成されます。設置の詳細に応じて、または低い読み取り値。この効果は「マッハジャンプ」として知られるようになりました。マッハメーターが導入される前は、超音速の正確な測定は、通常はリモートでしか行えませんでした。地上の機器を使用します。この方法で測定した場合、超音速の主張の多くはこの速度をはるかに下回っていることがわかりました。

1942年、リパブリックアビエーションはLts。ハロルドE.コムストックとロジャーダイアーは、共和国P-47サンダーボルトでのテストダイビング中に音速を超えていました。これは不正確なASI測定値によるものであることが広く認められています。同様のテストで、北米のP-51マスタングはマッハ0.85で限界を示し、M0.84を超えるすべての飛行により、航空機が振動によって損傷しました。

プロペラ航空機で達成された記録された最高の計装マッハ数の1つは、潜水試験中に飛行したスピットファイアPRXIのマッハ0.891です。 1944年4月にファーンボローのロイヤルエアクラフトエスタブリッシュメントで。スピットファイア、写真偵察の変種、拡張された「レーキタイプ」の複数のピトットシステムを備えたマークXIは、飛行隊長JRトービンによってこの速度に飛行しました。 606 mphの真のエアスピード（TAS）を修正しました。その後の飛行で、空軍少佐のアンソニー・マーティンデールはマッハ0.92を達成しましたが、過剰回転によりエンジンが損傷したため、強制着陸に終わりました。

ハンス・ギド・ムトケは1945年4月9日に音の壁を破ったと主張しました。メッサーシュミットMe262ジェット機。彼は、彼のASIが時速1,100 km（680 mph）でペグしたと述べています。 Mutkeは、遷音速バフェッティングだけでなく、特定の速度を超えると通常の制御が再開され、Me262が再び減速すると厳しいバフェッティングが再開されると報告しました。彼はまた、エンジンのフレームアウトを報告しました。

この主張は、彼の部隊のパイロットによってさえ、広く論争されています。彼が報告したすべての影響は、はるかに遅い速度でMe 262で発生することが知られており、ASIの読み取りは遷音速では信頼できません。さらに、ウィリー・メッサーシュミットの要請でカール・ドッチが行った一連のテストでは、マッハ0.86を超えると飛行機が制御不能になり、マッハ0.9では回復できないダイビングに突入することがわかりました。 RAFによる戦後のテストでは、これらの結果が確認されましたが、新しい機器を使用した場合の最高速度はマッハ0.86ではなくマッハ0.84であることがわずかに変更されました。

1999年、ムトケは教授の助けを借りました。ミュンヘン工科大学のオットーワーグナーは、航空機が音の壁を破ることができるかどうかを判断するための計算テストを実行します。これらのテストは可能性を排除するものではありませんが、正確なシミュレーションを行うために必要となる抗力係数に関する正確なデータが不足しています。ワーグナーは次のように述べています。「可能性を排除したくはありませんが、彼も音速をわずかに下回り、バフェットを感じたかもしれませんが、マッハ-1を上回っていなかったと思います。」

Mutkeが提示した証拠の1つは、オハイオ州デイトンのライトフィールドにあるHeadquarters Air MaterielCommandがレポート番号F-SU-1111-NDとして発行した「Me262A-1パイロットハンドブック」の13ページにあります。 1946年1月10日：

950 km / h（590 mph）の速度は、20°から30°の浅いダイビングで達成されたと報告されています。水平。垂直ダイビングは行われませんでした。 950〜1,000 km / h（590〜620 mph）の速度では、航空機の周囲の気流は音速に達し、操縦翼面は飛行方向に影響を与えなくなったと報告されています。結果は飛行機によって異なります。翼を越えて潜る飛行機もあれば、徐々に潜る飛行機もあります。音速を超えると、この状態はなくなり、通常の制御が回復することも報告されています。

飛行制御の回復と停止に関するコメント1946年の文書では、マッハ1を超えるバフェッティングの割合が非常に重要です。しかし、米国のパイロットがそのようなテストを実施したようには見えないため、これらの用語がどこから来たのかは明らかではありません。

1990年の著書Me-163で、元メッサーシュミットMe163「コメット」パイロットのマノツィーグラー彼の友人であるテストパイロットのハイニ・ディットマーは、ロケット飛行機のダイビング中に音の壁を破り、地上の何人かの人々がソニックブームを聞いたと主張しています。彼は、1944年7月6日に、StammkennzeichenのアルファベットコードVA + SPを付けてMe163B V18を飛行しているディットマーが、時速1,130 km（702 mph）の速度で移動していると測定されたと主張しています。しかし、そのような飛行の証拠は、連合軍によって捕らえられ、広範囲に研究されたその時代の資料のいずれにも存在しません。ディットマーは、1941年10月2日のプロトタイプMe 163A V4で、水平飛行で1,004.5 km / h（623.8 mph）で公式に記録されていました。彼は遷音速バフェッティングを懸念していたため、フルスロットル未満でこの速度に達しました。ディットマー自身は、その飛行で音の壁を破ったとは主張せず、速度はAISでのみ記録されたと述べています。しかし、彼は「音の壁をノックする」最初のパイロットであると認めています。

ドイツ空軍のテストパイロットであるローターシーバー（1922年4月7日-1945年3月1日）がうっかりして最初の男になった可能性があります。 1945年3月1日に音の壁を破るために。これは彼が歴史上最初の有人垂直離陸のためにバケムBa349「ナッター」を操縦していたときに起こりました。 55秒で、彼は合計14 km（8.7マイル）移動しました。機体は墜落し、彼はこの試みで激しく死んだ。

この期間中に超音速で飛行した無人機は数多くありますが、一般的にはその定義を満たしていません。 1933年、ラムジェットの概念に取り組んでいるソビエトの設計者は、リンを動力源とするエンジンを大砲から発射して、それらを動作速度にしました。これがマッハ2と同じくらい高い超音速性能を生み出した可能性がありますが、これはエンジン自体だけが原因ではありませんでした。対照的に、ドイツのV-2弾道ミサイルは、1942年10月3日に初めて、飛行中の音の壁を定期的に破りました。1944年9月までに、V-2はターミナルで定期的にマッハ4（1,200 m / s、または3044 mph）を達成しました。降下。

音の壁を破る編集

1942年、英国の航空省は、世界初の開発を目的としたミサイル航空機との極秘プロジェクトを開始しました。音の壁を破ることができる航空機。このプロジェクトの結果、マイルズM.52ターボジェットエンジンのプロトタイプが開発されました。この航空機は、水平飛行で1,000 mph（417 m / s; 1,600 km / h）（既存の速度記録の2倍以上）に達するように設計されています。 1分30秒で時速36,000フィート（11 km）まで上昇します。

結果として得られたM.52の設計には、非常に多くの高度な機能が組み込まれており、その多くは超音速の詳細な知識を示唆しています。空力。特に、丸い鼻の発射体は超音速では安定できないことが知られていたため、この設計は円錐形の機首と鋭い翼の前縁を特徴としていました。設計は、低抗力のためにヤコブ・アッケレットによって提案された両凸セクションの非常に薄い翼を使用しました。翼端は、航空機の機首から発生する円錐形の衝撃波からそれらを遠ざけるために「クリップ」されました。胴体は、上部のサドルに燃料タンクを備えた遠心エンジンの周囲で許容される最小断面積を持っていました。

もう1つの重要な追加は、水平尾翼の使用でした。は、全可動尾翼またはフライングテールとも呼ばれ、パイロットの操縦桿に機械的に接続された従来のヒンジ付き水平尾翼（水平尾翼）とは対照的に、超音速飛行制御の鍵となります。従来の操縦翼面は、ヒンジでの衝撃波の形成と圧力中心の後方への動きによって引き起こされる空気力のために、潜水中の戦闘機によって達成された高い亜音速で無効になりました。パイロットが機械的に適用して、ダイビングからの回復を妨げる可能性があります。初期の遷音速飛行の主な障害は、制御の逆転でした。これは、飛行入力（スティック、ラダー）が高速で方向を切り替える原因となる現象です。それは多くの事故や事故に近い原因でした。オールフライングテールは、航空機がパイロットの制御を失うことなく遷音速障壁を安全に破ることができるようにするための最小条件であると考えられています。マイルズM.52は、このソリューションの最初のインスタンスであり、その後、世界中で適用されています。

当初、航空機はフランクホイットルの最新エンジンであるパワージェッツW.2 / 700を使用していました。浅い潜水でのみ超音速に達するでしょう。航空機の完全な超音速バージョンを開発するために組み込まれた革新は、アフターバーナーとしても知られる再熱ジェットパイプでした。タービンブレードの過熱を避けるために、テールパイプで余分な燃料を燃焼させる必要がありました。最後に、設計には別の重要な要素が含まれていました。それは、エンジンが必要とする亜音速まで流入空気を減速するために、機首にショックコーンを使用することです。

プロジェクトは最終的にキャンセルされ、研究は無人ミサイルを構築するために使用され、成功した制御された超音速および超音速レベルのテスト飛行でマッハ1.38の速度を達成しました。これは当時のユニークな成果であり、空力を検証しました。 M.52の。

一方、テストパイロットは尾のない後退翼のデハビランドDH 108で高速を達成しました。そのうちの一人は、1946年9月27日にDH108がマッハ0.9付近で解散したときに殺害されたジェフリーデハビランドジュニアでした。 。ジョンデリーは、1948年9月6日にDH 108でダイビングを行ったため、「英国初の超音速パイロット」と呼ばれています。

遮音壁を破った最初の「公式」航空機編集

英国航空省は、すべての高速研究、データ、および設計を交換するために米国と協定を締結し、ベルエアクラフト社は、M.52の図面と研究へのアクセスを許可されましたが、米国は合意に達し、見返りとしてデータは発表されませんでした。ベルの超音速設計は依然として従来の尾翼を使用しており、制御の問題と戦っていました。

彼らはその情報を利用してベルX-1の作業を開始しました。ベルX-1の最終バージョンは、元のマイルM.52バージョンとデザインが非常に似ていました。また、すべてが動く尾翼を備えたXS-1は、後にX-1として知られていました。それはXにありました。 -1チャック・イェーガーは、1947年10月14日に45,000フィート（13.7 km）の高度で飛行し、水平飛行で音の壁を破った最初の人物であると信じられていました。ジョージ・ウェルチは、もっともらしいが公式には検証されていない主張をしました。 1947年10月1日、XP-86セイバーの飛行中に音速障壁を打ちました。また、イェーガーがベルX-1の音速障壁を破る30分前の、1947年10月14日に超音速飛行を繰り返したと主張しました。目撃者や計器からの証拠は、ウェルチが超音速を達成したこと、飛行が適切に監視されておらず、公式に認識されていないことを強く示唆しています。 XP-86は、1948年4月26日に正式に超音速を達成しました。

1947年10月14日、米国空軍が別のサービスとして作成されてから1か月足らずで、テストは最初の有人で最高潮に達しました。グラマラスグレニスと名付けた航空機＃46-062で空軍大尉チャールズ “チャック”イェーガーによって操縦された超音速飛行。ロケット推進航空機は、特別に改造されたB-29の爆弾倉から発射され、滑走路に着陸するまで滑走しました。 XS-1の便名50は、マッハ1.06（361 m / s、1,299 km / h、807.2 mph）のピーク速度でX-1が超音速飛行を記録した最初の便名です。しかし、イェーガーと他の多くの職員は、マッハ0.997（339 m / s、1,221 km / h）の最高記録速度に達した49便（イェーガーパイロットも含む）が実際にはマッハ1を超えた可能性があると考えています。 （測定値は3つの重要な数値まで正確ではなく、その飛行ではソニックブームは記録されませんでした。）

X-1の最初の超音速飛行の結果、全米航空協会は1948年のコリアーに投票しました。プログラムの3人の主要な参加者が共有するトロフィー。ホワイトハウスでハリーS.トルーマン大統領が表彰したのは、ベル航空機のラリーベル、水先案内のキャプテンイェーガー、NACAの貢献のジョンスタックでした。

ジャッキーコクランは1953年5月18日、カナダのセイバーでイェーガーを翼手として、音の壁を破った最初の女性でした。

1961年8月21日、ダグラスDC-8-43（登録N9604Z）は、観察および報告されているように、エドワーズ空軍基地でのテスト飛行中に制御されたダイビングで非公式にマッハ1を超えましたフライトクルーによる;乗組員は、ウィリアム・マグルーダー（パイロット）、ポール・パッテン（副操縦士）、ジョセフ・トミッチ（フライトエンジニア）、リチャードH.エドワーズ（フライトテストエンジニア）でした。これは民間航空会社による最初の超音速飛行であり、コンコルドまたはTu-144によるもの以外の唯一の飛行でした。

音の壁が理解されました編集

高速飛行の科学がより広く理解されるようになるにつれて、多くの変化が最終的に「音の壁」の理解につながりました。適切な条件で簡単に浸透します。これらの変更の中には、薄い後退翼の導入、エリアルール、およびパフォーマンスが向上し続けるエンジンが含まれていました。 1950年代までに、多くの戦闘機は水平飛行で音の壁を日常的に破ることができましたが、マッハタックなどの制御の問題に悩まされることがよくありました。現代の航空機は、制御の問題なしに「バリア」を通過できます。

1950年代後半までに、この問題は非常によく理解され、多くの企業が超音速旅客機（SST）の開発に投資し始めました。旅客機の進化における次の「自然な」ステップ。しかし、これはまだ起こっていません。コンコルドとツポレフTu-144は1970年代に就役しましたが、どちらも同様の設計に置き換えられることなく後に廃止されました。就航中のコンコルドの最後の飛行は2003年でした。

コンコルドとTu-144は、超音速で商用旅客機を運ぶ最初の航空機でしたが、これらを破った最初または唯一の民間旅客機ではありませんでした。音の壁。 1961年8月21日、ダグラスDC-8は、マッハ1.012、つまり1,240 km / h（776.2 mph）で音の壁を破り、41,088フィート（12,510 m）の制御されたダイビングを行いました。飛行の目的は、翼の前縁の新しい設計に関するデータを収集することでした。チャイナエアライン747は、1985年2月19日の機内での動揺の後、41,000フィート（12,500 m）から9,500フィート（2,900 m）への計画外の降下で音の壁を破った可能性があります。また、5gを超えました。

陸上車両の音の壁を破る編集

1948年1月12日、ノースロップの無人ロケットスレッドが陸上車両として初めて音の壁を破りました。カリフォルニアのムロック空軍基地（現在のエドワーズ空軍基地）の軍事試験施設では、レールをジャンプする前に最高速度1,019 mph（1,640 km / h）に達しました。

1997年10月15日、リチャード・ノーブル率いるチームによって設計および製造された車両であるロイヤル空軍パイロットのアンディ・グリーンは、FédérationInternationalede l “Automobileの規則に従って、陸上車両の音の壁を破った最初の人物になりました。この車両はThrustSSC（ 「スーパーソニックカー」）、イェーガーの最初の超音速飛行から50年と1日後に記録を獲得しました。

人間の発射体としての音の壁を破る編集

フェリックスバウムガルトナー編集

2012年10月、フェリックスバウムガルトナーは、科学者のチームとスポンサーのレッドブルと共に、史上最高のスカイダイビングを試みました。このプロジェクトでは、バウムガルトナーがヘリウム気球から120,000フィート（36,580 m）ジャンプして、音の壁を破った最初のパラシュートになります。打ち上げは2012年10月9日に予定されていましたが、悪天候のため中止されました。その後、カプセルは代わりに10月14日に発売されました。バウムガルトナーの偉業は、米国のテストパイロットであるチャックイェーガーが航空機の音の壁を破る試みに成功してから65周年を迎えました。

バウムガルトナーは、世界記録の128,100フィート（128,100フィート）からジャンプした後、ニューメキシコ東部に上陸しました。 39,045 m）、つまり24.26マイルで、最高速度833.9 mph（1342 km / h、またはマッハ1.26）で移動したときに、音の壁を破りました。ジャンプ後の記者会見で、彼は4分18秒間自由落下したことが発表されました。これは、1960年にジョセフキッティンジャーが4分36秒間ジャンプした後、2番目に長い自由落下です。

Alan EustaceEdit

2014年10月、Googleのシニアバイスプレジデントであるアランユースタスは、バウムガルトナーの最高のスカイダイビングの記録を破り、その過程で音の壁も破りました。しかし、ユースタスのジャンプには、ドローグパラシュートが含まれていました。 、バウムガルトナーはそうではありませんでしたが、垂直速度と自由落下距離の記録はさまざまなカテゴリにとどまっています。