Tentunya banyak yang telah mendengar tentang penghalang suara misterius yang diatasi pejuang dan pembom, serta rudal supersonik. Apa penghalang ini, dapatkah itu dilihat secara visual dan apa yang menyebabkan suara ledakan keras?
Apa itu penghalang suara?
Penghalang suara di bidang aerodinamika - ini adalah kesulitan teknis yang muncul sebagai akibat dari fenomena yang terkait dengan pergerakan pesawat pada kecepatan yang sama dengan atau lebih besar dari kecepatan suara.
Anda perlu memahami bahwa ini bukan hambatan nyata yang harus diatasi oleh pesawat terbang, seperti semacam dinding tak terlihat, melainkan konsep abstrak. Itu muncul pada saat penerbangan hanya memikirkan pesawat yang dapat melakukan perjalanan dengan kecepatan tinggi - supersonik. Banyak yang bahkan bersikeras bahwa pencapaian tersebut tidak dapat tercapai.
Berapa kecepatan suara?
Kecepatan suara adalah kecepatan di mana gelombang elastis merambat dalam medium tertentu. Indikator ini bervariasi tergantung pada lingkungan. Contohnya, kecepatan suara di udara - 331 m / s atau 1191,6 km / jam.
Mengatasi kecepatan suara
Bagaimana mengatasi hambatan suara? Pesawat lepas landas dan secara bertahap berakselerasi semakin banyak. Aliran udara supersonik mengalir di sekitarnya, akibatnya busur terbentuk di hidung gelombang kejut. Mungkin ada beberapa, tergantung pada bentuk pesawat.
Di daerah ini, tekanan dan kepadatan udara naik tajam. Pada saat pesawat melebihi kecepatan suara, pesawat melewati area ini dan bunyi letupan keras muncul, yang terlihat seperti bidikan. Pilot di kokpit tidak mendengar suara apa pun - ia belajar tentang mengatasi penghalang suara hanya dengan sensor khusus. Perubahan dalam manajemen pesawat juga terlihat.
Suara ledakan keras adalah ledakan sonik. Itu bisa terdengar berdiri di permukaan bumi ketika pesawat terbang dengan kecepatan supersonik di dekatnya. Gelombang kejut yang terbentuk dapat diwakili secara visual dalam bentuk kerucut yang menyertai pesawat. Bagian atas kerucut terletak di haluan. Gelombang merambat dari jarak jauh.
Rumor seseorang yang berdiri di tanah mengambil batas-batas kerucut imajiner yang diberikan. Lonjakan tajam dalam tekanan dianggap sebagai kapas peledak. Dari saat mengatasi penghalang, kejutan akustik terus-menerus menyertai pesawat. Namun, kapas akan terdengar setiap kali ia terbang di atas titik tetap di permukaan.
Karena pesawat bergerak lebih cepat daripada suara, pertama pengamat akan mendengar bunyi letupan dan baru setelah itu suara mesin.
Fakta yang menarik: mengatasi hambatan suara sering dikaitkan dengan penampilan awan putih di bagian ekor pesawat. Namun, itu tidak ada hubungannya dengan penghalang suara. Ini adalah efek Prandtl-Gloert - kondensasi kelembaban segera di belakang pesawat yang bergerak.
Masalah Penerbangan Supersonik
Tidak peduli seberapa normal sebuah pesawat berakselerasi, ia tidak akan dapat terbang dengan kecepatan supersonik untuk waktu yang lama. Pesawat subsonik lebih halus dan lebih bulat. Dan ketika terbang dengan kecepatan supersonik, kondisi aerodinamis lainnya muncul.
Hambatan udara meningkat tajam, badan pesawat memanas karena gesekan. Akibatnya, pesawat biasa akan kehilangan kontrol stabil dan mungkin mulai runtuh tepat di udara.
Penerbangan supersonik yang dikembangkan secara aktif dimulai pada 50-60-an. Pesawat supersonik pertama yang diproduksi secara massal adalah pesawat tempur F-100 Super Saber Amerika Utara. Model ini pertama kali terbang pada tahun 1953.
Dibuat dan menumpang pesawat supersonik, yang melakukan penerbangan reguler. Tapi hanya ada 2 di antaranya: Soviet Tu-144 dan Concorde Inggris-Prancis.
Keuntungan dari pesawat tersebut adalah untuk mengatasi jarak jauh dalam waktu singkat. Juga, pesawat supersonik bergerak pada ketinggian yang lebih tinggi daripada yang konvensional. Karenanya, wilayah udara tidak dimuat. Tetapi penggunaannya segera ditinggalkan karena beberapa kekurangan:
- gelombang kejut;
- konsumsi bahan bakar yang tinggi;
- kompleksitas operasi;
- kebisingan di lapangan terbang.
Dentuman keras adalah lompatan tajam dalam tekanan di depan pesawat, yang terjadi ketika pesawat mulai bergerak dengan kecepatan supersonik (mengatasi rintangan suara). Gelombang kejut di depan pesawat merambat berbentuk kerucut. Seseorang yang mengamati penerbangan pesawat mendengar bunyi letupan ketika gelombang ini mencapainya, dan hanya setelah itu mesin dapat bekerja. Gelombang kejut terus-menerus menyertai pesawat dengan kecepatan supersonik.Namun, pops akan didengar hanya selama lewatnya pesawat pada titik tertentu - dekat dengan pengamat.