불 채찍이나 스톡 채찍과 같은 일부 일반적인 채찍은 소리보다 빠르게 움직일 수 있습니다. 채찍 끝이이 속도를 초과하여 날카로운 균열 (말 그대로 음파 붐)을 유발합니다. 19 세기 이후에 만들어진 총기는 일반적으로 초음속 총구 속도를 가지고 있습니다.

음속 장벽은 약 1 억 5 천만년 전에 생물에 의해 처음으로 파괴되었을 수 있습니다. 일부 고생물학 자들은 생체 역학적 능력에 대한 컴퓨터 모델을 바탕으로 Brontosaurus, Apatosaurus 및 Diplodocus와 같은 특정 긴 꼬리 공룡이 초음속으로 꼬리를 튕겨서 깨지는 소리를 낼 수 있었다고보고합니다. 이 발견은 이론적이며 현장의 다른 사람들에 의해 논쟁의 여지가 있습니다. 지구 대기에 들어가는 유성은 일반적으로 항상 그런 것은 아니지만 소리보다 빠르게 내려갑니다.

초기 문제 편집

많은 초기 항공기의 프로펠러가 초음속에 도달하여 해당 항공기를 구별하는 눈에 띄는 윙윙 거리는 소리를 생성 할 수 있습니다. 이것은 천음속 공기의 움직임이 파괴적인 충격파와 난류를 생성하기 때문에 바람직하지 않습니다. 이러한 영향으로 인해 프로펠러가 극적으로 감소하는 것으로 알려져 있습니다. 성능 향상에 필요한 동력이 너무 커서 프로펠러의 동력 출력이 보상 할 수있는 것보다 더 빨리 필요한 엔진의 무게가 커진다는 것을 쉽게 입증 할 수 있습니다. 특히 영국의 Frank Whittle과 독일의 Hans von Ohain에 의한 제트 엔진에 대한 초기 연구는 고속 비행에서 이러한 문제를 피하기 위해 특별히 연구에 착수했습니다.

N 그럼에도 불구하고 프로펠러 항공기는 다이빙에서 중요한 마하 수에 접근 할 수있었습니다. 불행히도 그렇게하면 다양한 이유로 인해 수많은 충돌이 발생했습니다. 가장 악명 높은 것은 Mitsubishi Zero에서 조종사들은 항공기의 제어 표면에 작용하는 급격히 증가하는 힘이 그들을 압도했기 때문에 최대 전력으로 지형으로 날아갔습니다. 이 경우 여러 번의 수정 시도로 인해 문제가 더 악화되었습니다. 마찬가지로, Supermarine Spitfire 날개의 낮은 비틀림 강성으로 인한 구부러짐은 차례로 에일러론 제어 입력을 방해하여 제어 반전으로 알려진 상태를 초래했습니다. 이는 날개가 변경된 이후 모델에서 해결되었습니다. 설상가상으로 잠수 Lockheed P-38 Lightnings의 날개와 꼬리 표면 사이의 기류가 특히 위험한 상호 작용으로 인해 다이빙을 “당기기”가 어려웠지만 문제는 나중에 “다이브 플랩”을 추가하여 해결되었습니다. 곡면의 충격파 형성으로 인한 플러터는 또 다른 주요 문제였으며, 이로 인해 1946 년 9 월 27 일에 데 하빌 랜드 제비의 해체와 조종사 인 제프리 데 하빌 랜드 주니어가 사망했습니다. 유사한 문제가 1943 년 소련에서 BI-1 로켓 항공기가 추락 한 원인으로 생각됩니다.

이러한 모든 효과는 대부분의 경우 관련이 없지만 “장벽 “항공기가 음속을 초과하는 것을 어렵게 만듭니다. 잘못된 뉴스 보도로 인해 대부분의 사람들은 사운드 장벽을 물리적 “벽”으로 상상하게되었고, 초음속 항공기는 동체 앞쪽에 날카로운 바늘 코를 사용하여 “파괴”해야했습니다. 로켓 및 포병 전문가 “제품은 일반적으로 마하 1을 초과했지만 제 2 차 세계 대전 중과 이후에 항공기 설계자와 공기 역학 엔지니어는 마하 0.7을 초과 위험 한계로 논의했습니다.

초기 주장 편집

중 제 2 차 세계 대전과 그 직후, 잠수 중 소음 장벽이 파괴되었다는 주장이 많이 제기되었습니다. 이러한 사건의 대부분은 계기 오류로 무시할 수 있습니다. 일반적인 대기 속도 표시기 (ASI)는 둘 이상의 기압 차이를 사용합니다. 일반적으로 기수 근처와 동체의 측면에있는 항공기의 지점은 속도 수치를 생성합니다. 고속에서는 사운드 장벽으로 이어지는 다양한 압축 효과로 인해 ASI가 비선형이되고 부정확하게 높은 값을 생성합니다. 이 효과는 “마하 점프 (Mach jump)”로 알려졌습니다. 마하 미터가 도입되기 전에는 초음속의 정확한 측정은 원격으로 만 가능했습니다. 지상 기반 장비를 사용합니다. 이러한 방식으로 측정했을 때 초음속 속도에 대한 많은 주장이이 속도보다 훨씬 낮은 것으로 밝혀졌습니다.

1942 년에 Republic Aviation은 Lts. Harold E. Comstock과 Roger Dyar는 Republic P-47 Thunderbolt에서 테스트 다이빙 중에 음속을 초과했습니다. 이것은 부정확 한 ASI 판독 때문이라는 데 널리 동의합니다. 유사한 테스트에서 북미 P-51 Mustang은 Mach 0.85에서 한계를 보여 주었으며 M0.84를 넘는 모든 비행으로 인해 항공기가 진동으로 손상되었습니다.

프로펠러 항공기에 대해 획득 한 가장 높은 기록 된 계측 마하 수 중 하나는 다이빙 테스트 중에 비행 한 Spitfire PR XI의 경우 Mach 0.891입니다. 1944 년 4 월 판 버러의 Royal Aircraft Establishment. 606mph의 수정 된 실제 대기 속도 (TAS). 후속 비행에서 소대장 Anthony Martindale은 마하 0.92를 달성했지만 엔진이 과도하게 회전하여 손상을 입어 강제 착륙으로 끝났습니다.

Hans Guido Mutke는 1945 년 4 월 9 일에 방음벽을 허물 었다고 주장했습니다. Messerschmitt Me 262 제트기. 그는 자신의 ASI가 시속 1,100km (680mph)로 고정되었다고 말합니다. Mutke는 단지 천 음파 뷔핑뿐만 아니라 특정 속도를 초과하면 정상 제어가 재개되고 Me 262가 다시 느려지면 심한 뷔핑이 재개되었다고보고했습니다. 그는 또한 엔진 불이 났다고보고했습니다.

이 주장은 그의 부대에있는 조종사들조차도 널리 논란의 여지가 있습니다. 그가보고 한 모든 효과는 훨씬 낮은 속도에서 Me 262에서 발생하는 것으로 알려져 있으며 ASI 판독 값은 단순히 천 음파에서 신뢰할 수 없습니다. 또한, Willy Messerschmitt의 요청에 따라 Karl Doetsch가 수행 한 일련의 테스트에서 비행기는 Mach 0.86 이상에서 제어 할 수 없게되었고 Mach 0.9에서는 복구 할 수없는 다이빙으로 기수를 돌 렸습니다. RAF의 전후 테스트에서 새로운 장비를 사용한 최대 속도가 Mach 0.86이 아닌 Mach 0.84로 약간 수정 된 것으로 확인되었습니다.

1999 년 Mutke는 교수의 도움을 받았습니다. 뮌헨 공과 대학의 Otto Wagner는 항공기가 방음벽을 깰 수 있는지 확인하기 위해 컴퓨터 테스트를 실행했습니다. 이 테스트는 가능성을 배제하지는 않지만 정확한 시뮬레이션을 만드는 데 필요한 항력 계수에 대한 정확한 데이터가 부족합니다. Wagner는 다음과 같이 말했습니다. “나는 가능성을 배제하고 싶지는 않지만 그가 음속보다 약간 낮았고 부 풀리는 느낌을 받았지만 Mach-1을 넘지 않았을 수도 있습니다.”

Mutke가 제시 한 증거 중 하나는 보고서 번호 F-SU-1111-ND로 오하이오 주 데이턴에있는 Wright Field의 Air Materiel 사령부에서 발행 한 “Me 262 A-1 조종사 핸드북”13 페이지에 있습니다. 1946 년 1 월 10 일 :

시속 950km / h (590mph)의 속도는 얕은 다이빙에서 20 ° ~ 30 °에 도달 한 것으로보고되었습니다. 수평. 수직 다이빙은하지 않았습니다. 950 ~ 1,000km / h (590 ~ 620mph)의 속도에서 항공기 주변의 공기 흐름은 음속에 도달하며 제어 표면이 더 이상 비행 방향에 영향을주지 않는 것으로보고되었습니다. 결과는 비행기마다 다릅니다. 일부는 날개를 넘고 잠수하는 반면 다른 일부는 점진적으로 잠수합니다. 또한 음속을 초과하면이 상태가 사라지고 정상 제어가 복구되는 것으로 알려졌다.

비행 제어 복구 및 중지에 대한 의견 1946 년 문서에서 마하 1 위의 뷔페는 매우 중요합니다. 그러나 미국 조종사가 이러한 테스트를 수행 한 것으로 보이지 않기 때문에 이러한 용어의 출처는 명확하지 않습니다.

1990 년 저서 Me-163에서 전 Messerschmitt Me 163 “Komet”조종사 Mano Ziegler 그의 친구 인 시험 조종사 인 Heini Dittmar는 로켓 비행기를 잠수하는 동안 사운드 장벽을 깨고 지상에있는 여러 사람들이 소닉 붐을 들었다고 주장합니다. 그는 1944 년 7 월 6 일에 Stammkennzeichen 알파벳 코드 VA + SP를 포함하는 Me 163B V18을 비행하는 Dittmar가 1,130km / h (702mph)의 속도로 주행하는 것으로 측정되었다고 주장합니다. 그러나 연합군에 의해 포획되고 광범위하게 연구 된 그 기간의 자료에는 그러한 비행의 증거가 없습니다. Dittmar는 1941 년 10 월 2 일 프로토 타입 Me 163A V4에서 수평 비행시 1,004.5km / h (623.8mph)로 공식적으로 기록되었습니다. 그는 트랜 소닉 뷔페에 대해 염려했기 때문에 풀 스로틀보다 적은 속도로이 속도에 도달했습니다. Dittmar 자신은 그 비행에서 사운드 장벽을 깨뜨렸다 고 주장하지 않고 속도가 AIS에서만 기록되었다고 지적합니다. 그러나 그는 “음향 장벽을 두드리는”최초의 조종사라는 공로를 인정하고 있습니다.

Luftwaffe 테스트 조종사 인 Lothar Sieber (1922 년 4 월 7 일 – 1945 년 3 월 1 일)는 실수로 최초의 사람이되었을 수 있습니다. 이것은 그가 역사상 최초의 유인 수직 이륙을 위해 Bachem Ba 349 “Natter”를 조종하는 동안 발생했습니다. 55 초 만에 그는 총 14km (8.7 마일)를 여행했습니다. 항공기가 추락했고 그는이 노력으로 격렬하게 죽었습니다.

이 기간 동안 초음속으로 비행 한 많은 무인 차량이 있지만 일반적으로 정의를 충족하지 않습니다. 1933 년에 램제트 개념을 연구하는 소련 설계자들은 포병 포에서 인 동력 엔진을 발사하여 작동 속도를 높였습니다. 이로 인해 마하 2만큼 높은 초음속 성능이 생성되었을 가능성이 있지만 이것은 엔진 자체 때문 만은 아닙니다. 대조적으로 독일의 V-2 탄도 미사일은 1942 년 10 월 3 일 처음으로 비행 중 소음 장벽을 파괴했습니다. 1944 년 9 월까지 V-2는 터미널에서 일상적으로 마하 4 (1,200m / s 또는 3044mph)를 달성했습니다. 하강.

소음 장벽 깨기 편집

1942 년 영국 항공 부는 Miles Aircraft와 함께 세계 최초의 방음벽을 깰 수있는 항공기. 이 프로젝트는 수평 비행에서 1,000mph (417m / s; 1,600km / h) (기존 속도 기록의 두 배 이상)에 도달하도록 설계된 프로토 타입 Miles M.52 터보 제트 동력 항공기의 개발로 이어졌습니다. 1 분 30 초 만에 36,000 피트 (11km)의 고도까지 올라갈 수 있습니다.

수많은 고급 기능이 M.52 디자인에 통합되어 초음속에 대한 자세한 지식을 암시합니다. 공기 역학. 특히 원형 코 발사체는 초음속으로 안정 될 수없는 것으로 알려 졌기 때문에 원뿔형 코와 날카로운 날개 선단이 특징입니다. 이 디자인은 낮은 항력을 위해 Jakob Ackeret이 제안한 양면 볼록 단면의 매우 얇은 날개를 사용했습니다. 윙팁은 항공기 기수에서 발생하는 원뿔형 충격파를 방지하기 위해 “잘려져”있습니다. 동체는 상단 안장에 연료 탱크가있는 원심 엔진 주변에서 허용되는 최소 단면적을 가졌습니다.

또 다른 중요한 추가 사항은 동력 식 안정기 사용이었습니다. , 초음속 비행 제어의 핵심 인 모든 이동 꼬리 또는 비행 꼬리라고도하며, 조종사 제어 열에 기계적으로 연결된 기존의 힌지 형 꼬리 평면 (수평 안정 장치)과 대조됩니다. 기존의 제어 표면은 힌지에서 충격파가 형성되고 압력 중심의 후방 이동으로 인해 발생하는 공기 역학적 힘으로 인해 높은 아음속 속도에서 효과가 없었습니다. 조종사가 기계적으로 적용하여 다이빙에서 회복하는 데 방해가 될 수 있습니다. 초기 천 이음 비행에 대한 주요 장애는 제어 반전이었는데, 이는 비행 입력 (스틱, 방향타)이 고속으로 방향을 전환하게하는 현상입니다. 많은 사고와 가까운 사고의 원인이었습니다. 모두 날아 다니는 꼬리는 조종사 제어를 잃지 않고 항공기가 천 음파 장벽을 안전하게 파괴 할 수있는 최소 조건으로 간주됩니다. Miles M.52는이 솔루션의 첫 번째 사례로, 이후 보편적으로 적용되었습니다.

처음에 항공기는 Frank Whittle의 최신 엔진 인 Power Jets W.2 / 700을 사용했습니다. 얕은 다이빙에서는 초음속 속도에만 도달 할 수 있습니다. 완전히 초음속 버전의 항공기를 개발하기 위해 통합 된 혁신 기술은 재가열 제트 파이프 (애프터 버너라고도 함)였습니다. 터빈 블레이드의 과열을 방지하기 위해 테일 파이프에서 추가 연료를 연소해야했습니다. , 배기에서 사용하지 않는 산소를 사용합니다. 마지막으로 설계에는 또 다른 중요한 요소가 포함되었습니다. 코에있는 쇼크 콘을 사용하여 들어오는 공기를 엔진에 필요한 아음속 속도로 늦추는 것입니다.

하지만 이 프로젝트는 결국 취소되었고,이 연구는 성공적이고 통제 된 초음속 및 초음속 수준의 테스트 비행에서 마하 1.38의 속도를 달성하기 위해 계속되는 무인 미사일을 만드는 데 사용되었습니다. 이것은 그 당시 독특한 성과였으며 공기 역학을 검증했습니다. M.52.

한편, 테스트 조종사는 꼬리가없는 휩쓸 기 날개 de Havilland DH 108에서 높은 속도를 달성했습니다. 그들 중 하나는 Geoffrey de Havilland, Jr.였습니다. 1946 년 9 월 27 일 DH 108이 약 마하 0.9에서 헤어 졌을 때 사망했습니다. . John Derry는 1948 년 9 월 6 일 DH 108에서 다이빙을했기 때문에 “영국”최초의 초음속 조종사 “라고 불 렸습니다.

사운드 장벽을 깨는 최초의”공식 “항공기 편집

영국 항공 부는 모든 고속 연구, 데이터 및 설계를 교환하기로 미국과 계약을 체결했으며 Bell Aircraft 회사는 M.52에 대한 도면 및 연구에 대한 액세스 권한을 부여 받았지만 미국은이를 거부했습니다. 동의하고 데이터가 제공되지 않았습니다.Bell의 초음속 디자인은 여전히 기존의 꼬리를 사용하고 있었고 제어 문제와 싸우고있었습니다.

Bell X-1 작업을 시작하기 위해 정보를 활용했습니다. Bell X-1의 최종 버전은 원래 Miles M.52 버전과 디자인이 매우 유사했습니다. 또한 완전히 움직이는 꼬리를 특징으로하는 XS-1은 나중에 X-1로 알려졌습니다. -1 척 예거는 1947 년 10 월 14 일 13.7km의 고도에서 비행하면서 수평 비행에서 사운드 장벽을 처음으로 깨뜨린 사람으로 인정 받았습니다 .George Welch는 그럴듯하지만 공식적으로 확인되지 않은 주장을했습니다. 1947 년 10 월 1 일, XP-86 세이버를 비행하는 동안 사운드 장벽. 그는 또한 Yeager가 Bell X-1의 사운드 장벽을 깨기 30 분 전인 1947 년 10 월 14 일에 초음속 비행을 반복했다고 주장했습니다. 증인과 도구의 증거는 Welch가 초음속 속도를 달성했으며 비행이 제대로 모니터링되지 않았으며 공식적으로 인정되지 않았 음을 강력하게 암시합니다. XP-86은 1948 년 4 월 26 일에 공식적으로 초음속 속도를 달성했습니다.

미 공군이 별도의 서비스로 창설 된 지 한 달이 채되지 않은 1947 년 10 월 14 일, 테스트는 최초의 유인 초음속 비행, 그가 Glamorous Glennis라는 이름을 붙인 항공기 # 46-062에서 Charles “Chuck”Yeager 대위가 조종 한 비행. 로켓 동력 항공기는 특별히 개조 된 B-29의 폭탄 베이에서 발사되어 활주로에 착륙했습니다. XS-1 편명 50은 X-1이 마하 1.06 (361m / s, 1,299km / h, 807.2mph) 최고 속도로 초음속 비행을 기록한 최초의 비행편입니다. 그러나 Yeager와 다른 많은 인원은 기록 된 최고 속도 인 마하 0.997 (339m / s, 1,221km / h)에 도달 한 49 호기 (Yeager 조종사와 함께)가 실제로 마하 1을 초과했을 수 있다고 생각합니다. (측정 값은 유효 숫자 3 자리로 정확하지 않았고 해당 비행에 대한 음파 붐이 기록되지 않았습니다.)

X-1 “의 초기 초음속 비행 결과, 미국 항공 협회는 1948 년 콜리어에 투표했습니다. 프로그램의 주요 참가자 3 명이 공유 할 트로피. Harry S. Truman 대통령이 백악관에서 수상한 영예는 Bell Aircraft의 Larry Bell, 비행을 조종 한 Yeager 대위, NACA의 공헌으로 John Stack입니다.

Jackie Cochran은 1953 년 5 월 18 일 Canadair Sabre에서 Yeager를 윙맨으로 한 최초의 여성이었습니다.

1961 년 8 월 21 일 Douglas DC-8-43 ( 등록 N9604Z) 관찰 및보고 된대로 Edwards 공군 기지에서 시험 비행 중 통제 된 다이빙에서 비공식적으로 마하 1을 초과했습니다. 승무원에 의해; 승무원은 William Magruder (조종사), Paul Patten (부조종사), Joseph Tomich (비행 엔지니어), Richard H. Edwards (비행 테스트 엔지니어)였습니다. 이것은 민간 여객기에 의한 최초의 초음속 비행이었고, Concorde 또는 Tu-144의 비행을 제외한 유일한 비행이었습니다.

방음벽은 이해했습니다. 편집

고속 비행의 과학이 더 널리 이해됨에 따라 여러 가지 변화로 인해 결국 “소리의 장벽”이 적절한 조건으로 쉽게 침투합니다. 이러한 변화 중에는 얇은 스위프 윙, 에어리어 룰, 성능이 계속해서 향상되는 엔진이 도입되었습니다. 1950 년대까지 많은 전투 항공기가 수평 비행에서 소음 장벽을 파괴 할 수 있었지만, 그렇게 할 때 Mach tuck과 같은 제어 문제가 종종 발생했습니다. 현대 항공기는 제어 문제없이 “장벽”을 통과 할 수 있습니다.

1950 년대 후반까지이 문제는 너무나 잘 이해되어 많은 회사가 초음속 여객기 또는 SST 개발에 투자하기 시작했습니다. 여객기 진화의 다음 “자연스러운”단계. 그러나 이것은 아직 일어나지 않았습니다. Concorde와 Tupolev Tu-144는 1970 년대에 서비스를 시작했지만, 둘 다 나중에 유사한 디자인으로 대체되지 않고 은퇴했습니다. Concorde의 마지막 비행은 2003 년이었습니다.

Concorde와 Tu-144는 초음속으로 상업용 승객을 태운 최초의 항공기 였지만,이 항공기를 깨는 최초 또는 유일한 상업용 항공기는 아니 었습니다. 방음벽. 1961 년 8 월 21 일, Douglas DC-8이 마하 1.012 (1,240km / h (776.2mph))에서 방음벽을 깼습니다. 비행의 목적은 날개의 새로운 첨단 디자인에 대한 데이터를 수집하는 것이 었습니다. 중화 항공 747은 1985 년 2 월 19 일 기내에서 혼란을 겪은 후 계획되지 않은 하강에서 41,000 피트 (12,500m)에서 9,500 피트 (2,900m)로 소음 장벽을 허물었을 수 있습니다.또한 5g 이상에 도달했습니다.

육상 차량의 방음벽 깨기 편집

1948 년 1 월 12 일 Northrop 무인 로켓 썰매가 방음벽을 깨는 최초의 육상 차량이되었습니다. 캘리포니아의 Muroc 공군 기지 (현 Edwards AFB)에있는 군사 시험 시설에서 최고 속도는 1,019mph (1,640km / h)에 도달 한 후 레일을 뛰어 넘었습니다.

1997 년 10 월 15 일 Richard Noble이 이끄는 팀이 설계하고 제작 한 차량 인 Royal Air Force 조종사 Andy Green은 Fédération Internationale de l “Automobile 규칙에 따라 육상 차량의 소음 장벽을 허물은 최초의 사람이되었습니다.이 차량은 ThrustSSC ( “Super Sonic Car”)는 Yeager의 첫 초음속 비행 후 50 년 만에 기록을 세웠습니다.

인간의 발사체로 사운드 장벽을 허물기 Edit

Felix BaumgartnerEdit

2012 년 10 월 Felix Baumgartner는 과학자 팀과 후원자 인 Red Bull과 함께 기록상 가장 높은 스카이 다이빙을 시도했습니다. 이 프로젝트는 Baumgartner가 헬륨 풍선에서 120,000 피트 (36,580m)를 뛰어 내려 방음벽을 깰 수있는 최초의 낙하산 병사가 될 것입니다. 발사는 2012 년 10 월 9 일로 예정되었지만 악천후로 인해 중단되었습니다. 이후 10 월 14 일에 캡슐이 출시되었습니다. Baumgartner의 업적은 미국 시험 조종사 Chuck Yeager가 항공기의 소음 장벽을 무너 뜨리려는 성공적인 시도의 65 주년을 기념했습니다.

Baumgartner는 세계 기록 128,100 피트에서 뛰어 내린 후 뉴 멕시코 동부에 착륙했습니다. 39,045m) 또는 24.26 마일로 최대 833.9mph (1342km / h 또는 마하 1.26)의 속도로 주행하면서 방음벽을 깨뜨 렸습니다. 점프 후 기자 회견에서 그가 4 분 18 초 동안 자유 낙하 중이라고 발표했는데, 이는 1960 년 Joseph Kittinger가 4 분 36 초 동안 점프 한 후 두 번째로 긴 자유 낙하입니다.

Alan EustaceEdit

2014 년 10 월, Google의 수석 부사장 인 Alan Eustace는 Baumgartner의 최고 스카이 다이빙 기록을 깼고 그 과정에서 사운드 장벽을 깼습니다. 그러나 Eustace의 점프에는 드 로그 낙하산이 포함되어있었습니다. , Baumgartner는 그렇지 않았지만 수직 속도 및 자유 낙하 거리 기록은 다른 범주에 남아 있습니다.