Надзвуковий літак

Надзвуковий літак — літак, що може літати зі швидкістю, більшою за 1200 км/год (що приблизно становить швидкість звуку).

На початку 1940-х pp. винищувачі з поршневими двигунами і пропелером при крутому пікіруванні досягали швидкості майже 1000 км/год. У ці моменти пілоти відчували сильну вібрацію і трясіння: це могло відірвати крила від фюзеляжу. Вчені збагнули, що ці явища спричинені наближенням швидкості літака до швидкості звуку[1].

Звуковий бар'єр

Під час польоту літак збурює навколо себе повітря і створює шум та хвилі тиску, що поширюються навсібіч зі швидкістю звуку. Коли літак досягне звукової швидкості, звук уже не зможе випередити його. Звукові хвилі створюють перед літаком шар повітря з великою густиною, який називають ударною хвилею. При швидкостях польоту, близьких до швидкості звуку, відбувається різке збільшення опору повітря, і змінюються характеристики стійкості літака. При надзвукових швидкостях літак залишає за собою шлейф ударних хвиль. Коли фронт цих хвиль, що являє собою щільно стиснутий шар повітря, досягає землі, він сприймається як глухий вибух (звуковий удар)[2].


Число Маха

Швидкість звуку в повітрі залежить здебільшого від його температури, а також тиску і вологості. Температура змінюється від 35 °С біля поверхні Землі до -55 °С високо у стратосфері, тому швидкість, яку має розвинути літак, щоб подолати швидкість звуку, залежить від місцевих умов польоту. Число Маха дорівнює відношенню швидкості польоту до місцевої швидкості звуку. Біля поверхні Землі швидкість звука дорівнює 1240 км/год, а на висоті 13 000 м стає дещо меншою: 1060 км/год. Будь-яка швидкість при М > 1 є надзвуковою[2].


Розвиток швидкості

Дозвуковими вважаються швидкості з М = 0,8 — це відповідає швидкості звичайного реактивного лайнера. Білязвуковими вважають швидкості з числами Маха від 0,8 до 1,2. Гіперзвукові швидкості мають М = 5. Літак «Конкорд» і реактивні винищувачі належать до надзвукових; американські космічні човники входять у земну атмосферу на гіперзвуковій швидкості з М = 20.

Крила надзвукових літаків

Між 1940 р. і кінцем XX ст. швидкості найшвидкісніших літаків зросли більш ніж у 6 разів. Першим літальним апаратом, що подолав звуковий бар’єр у 1947 p., був літак-ракета Bell X-1. Перші ж надзвукові польоти дали вченим багато інформації, що дало їм змогу створити ще швидкісніші літаки. У подальших розробках крила відхилялися назад, як у наконечників стріли, поки з’єдналися біля хвоста, утворивши єдину площину. Таке крило назвали трикутним; воно надавало літаку більшої обтічності. Крім того, трикутне крило краще поводилося в ударній хвилі і допомагало долати звуковий бар’єр з мінімальною вібрацією. Деякі надзвукові літаки оснащені крилами, які можуть змінювати стрілоподібність. Кожне з них шарнірно кріпиться на фюзеляжі. Під час зльоту і посадки крила установлюються перпендикулярно до корпусу, щоб забезпечити максимальну підіймальну силу. У горизонтальному польоті вони відходять назад, утворюючи обтічне трикутне крило[3].

Літаки-рекордсмени

Найшвидкіснішим повітряним засобом із несучими крилами був літак із ракетним двигуном «Белл Х-15», створений у 1959 р. У 1967 р. він досяг швидкості з М = 6,72. Цей рекорд досі не перевершено, тому що гонку за встановлення рекордів зі швидкості польоту припинено. Найшвидшим реактивним літаком вважається Lockheed SR-71 Blackbird, що розроблявся як літак-розвідник. У 1971 р. він пролетів зі швидкістю з М = 3,3. Після того як літак вивели зі складу ВПС, він використовується для наукових досліджень верхніх шарів атмосфери.

Майбутні сподівання

«Конкорд» залишився єдиним пасажирським надзвуковим літаком. Прибутки від продажу квитків на нього надто малі, щоб покрити витрати на розробку і будівництво. Існують проекти[які?] створення гіперзвукового пасажирського лайнера, який літав би на космічних висотах, витрачаючи на переліт Атлантичного океану менше години.

Див. також

Примітки
  1. Велика ілюстрована енциклопедія ерудита: пер. з англ./наук. кер. авт. В27 колективу Ч. Тейлор. - К.: Махаон-Україна, 2010.- 496 с.: іл. ISBN 978-617-526-134-7.
  2. Федорченко А. М. Теоретична механіка. — К.: Вища школа, 1975. — 516 с.
  3. Относительности теория // Физическая энциклопедия, т. 3. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992, с. 493–501.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.