À quoi pensons-nous lorsque nous entendons l'expression "mur du son" ? Une certaine limite et barrière, à surmonter qui peut sérieusement affecter l'ouïe et le bien-être. Habituellement, le mur du son est associé à la conquête de l'espace aérien et au métier de pilote.
Surmonter cette barrière peut provoquer le développement de maladies chroniques, de syndromes douloureux et de réactions allergiques. Ces perceptions sont-elles correctes ou sont-elles des stéréotypes ? Possèdent-ils une base factuelle ? Qu'est-ce qu'un mur du son ? Comment et pourquoi cela se produit-il ? Tout cela et quelques nuances supplémentaires, ainsi que des faits historiques liés à ce concept, nous essaierons de le découvrir dans cet article.
Cette science mystérieuse est l'aérodynamique
Dans la science de l'aérodynamique, destinée à expliquer les phénomènes qui accompagnent le mouvement d'un
avion, il existe le concept de "mur du son". Ceci est une rangéephénomènes qui se produisent lors du mouvement d'avions supersoniques ou de missiles qui se déplacent à des vitesses proches de la vitesse du son ou plus.
Qu'est-ce qu'une onde de choc ?
Pendant l'écoulement supersonique autour de l'appareil, une onde de choc se produit dans la soufflerie. Ses traces sont visibles même à l'œil nu. Au sol, ils sont marqués d'une ligne jaune. En dehors du cône de l'onde de choc, devant la ligne jaune, au sol, l'avion n'est même pas audible. A une vitesse supérieure au son, les corps sont soumis à un écoulement autour du flux sonore, ce qui entraîne une onde de choc. Il peut y en avoir plusieurs, selon la forme du corps.
Transformation d'onde de choc
Le front de l'onde de choc, que l'on appelle parfois l'onde de choc, a une épaisseur assez faible, ce qui permet néanmoins de retracer les changements brusques des propriétés de l'écoulement, une diminution de sa vitesse par rapport à le corps et une augmentation correspondante de la pression et de la température du gaz dans le flux. Dans ce cas, l'énergie cinétique est partiellement convertie en énergie interne du gaz. Le nombre de ces changements dépend directement de la vitesse du flux supersonique. Lorsque l'onde de choc s'éloigne de l'appareil, les chutes de pression diminuent et l'onde de choc est convertie en son. Elle peut atteindre un observateur extérieur qui entendra un son caractéristique ressemblant à une explosion. Il y a une opinion que cela indique que l'appareil a atteint la vitesse du son, lorsque le mur du son est laissé par l'avion.
Qu'est-ce qui se passe vraiment ?
Le soi-disant momentsurmonter le mur du son dans la pratique est le passage d'une onde de choc avec un grondement croissant des moteurs d'avions. Maintenant, l'appareil est en avance sur le son d'accompagnement, de sorte que le bourdonnement du moteur se fera entendre après lui. Approcher la vitesse des avions de la vitesse du son est devenu possible pendant la Seconde Guerre mondiale, mais en même temps, les pilotes ont noté des signaux d'alarme dans le fonctionnement des avions.
Après la fin de la guerre, de nombreux concepteurs d'avions et pilotes ont cherché à atteindre la vitesse du son et à franchir le mur du son, mais bon nombre de ces tentatives se sont terminées tragiquement. Des scientifiques pessimistes ont fait valoir que cette limite ne pouvait pas être dépassée. En aucun cas expérimental, mais scientifique, il a été possible d'expliquer la nature du concept de "mur du son" et de trouver des moyens de le surmonter.
Recommandations déduites pour voler en toute sécurité
Des vols sûrs à des vitesses transsoniques et supersoniques sont possibles si une crise de vague est évitée, dont l'occurrence dépend des paramètres aérodynamiques de l'avion et de l' altitude du vol. Les transitions d'un niveau de vitesse à un autre doivent être effectuées le plus rapidement possible en utilisant la postcombustion, ce qui permettra d'éviter un long vol dans la zone de crise des vagues. La crise des vagues en tant que concept est venue du transport par eau. Elle est née lors du mouvement des navires à une vitesse proche de la vitesse des vagues à la surface de l'eau. Entrer dans une crise des vagues implique la difficulté d'augmenter la vitesse, et s'il est aussi simple que possible de surmonter la crise des vagues, alors vous pouvez atteindremode rabotage ou glisse sur la surface de l'eau.
Histoire du contrôle des avions
La première personne à atteindre une vitesse de vol supersonique sur un avion expérimental est le pilote américain Chuck Yeager. Son exploit est noté dans l'histoire le 14 octobre 1947. Sur le territoire de l'URSS, le mur du son a été franchi le 26 décembre 1948 par Sokolovsky et Fedorov, qui pilotaient un chasseur expérimenté.
Parmi les avions civils, le paquebot Douglas DC-8 fut le premier à franchir le mur du son, qui le 21 août 1961 atteignit une vitesse de 1,012 Mach, soit 1262 km/h. La mission était de collecter des données pour la conception des ailes. Parmi les avions, le record du monde a été établi par un missile aérobalistique air-sol hypersonique, en service dans l'armée russe. À une altitude de 31,2 kilomètres, la fusée a atteint une vitesse de 6 389 km/h.
50 ans après avoir franchi le mur du son dans l'air, l'Anglais Andy Green a réalisé un exploit similaire dans une voiture. En chute libre, l'Américain Joe Kittinger a tenté de battre le record, qui a conquis une hauteur de 31,5 kilomètres. Aujourd'hui, le 14 octobre 2012, Felix Baumgartner a établi un record du monde, sans l'aide d'un véhicule, en chute libre d'une hauteur de 39 kilomètres, franchissant le mur du son. Dans le même temps, sa vitesse a atteint 1342,8 kilomètres par heure.
Le franchissement le plus insolite du mur du son
Étrange à penser, mais la première invention au monde,surmonter cette limite, était le fouet habituel, qui a été inventé par les anciens Chinois il y a près de 7 000 ans. Presque jusqu'à l'invention de la photographie instantanée en 1927, personne ne soupçonnait que le claquement d'un fouet était un bang sonique miniature. Un swing brusque forme une boucle et la vitesse augmente fortement, ce qui confirme le clic. Le mur du son est franchi à une vitesse d'environ 1200 km/h.
Le mystère de la ville la plus bruyante
Pas étonnant que les habitants des petites villes soient choqués lorsqu'ils voient la capitale pour la première fois. L'abondance des transports, des centaines de restaurants et de centres de divertissement confondent et déstabilisent. Le début du printemps dans la capitale est généralement daté d'avril, pas du blizzard rebelle de mars. En avril, le ciel est dégagé, les ruisseaux coulent et les bourgeons s'ouvrent. Les gens, fatigués du long hiver, ouvrent grand leurs fenêtres vers le soleil, et le bruit de la rue fait irruption dans les maisons. Les oiseaux gazouillent assourdissant dans la rue, les artistes chantent, les étudiants joyeux récitent des poèmes, sans parler du bruit des embouteillages et du métro. Les employés des services d'hygiène notent qu'il est malsain de rester longtemps dans une ville bruyante. Le bruit de fond de la capitale est constitué de bruits de transports, aériens, industriels et domestiques. Le plus nocif est simplement le bruit des voitures, car les avions volent assez haut et le bruit des entreprises se dissout dans leurs bâtiments. Le bourdonnement constant des voitures sur les autoroutes particulièrement fréquentées dépasse deux fois toutes les normes autorisées. Comment franchir le mur du son dans la capitale ? Moscou est dangereuse à cause de l'abondance de sons, alors les habitants de la capitale installent des fenêtres à double vitrage pour étouffer le bruit.
Comment franchit-on le mur du son ?
Jusqu'en 1947, il n'y avait pas de données réelles sur le bien-être d'une personne dans le cockpit d'un avion qui vole plus vite que le son. Il s'est avéré que franchir le mur du son nécessite une certaine force et un certain courage. Pendant le vol, il devient clair qu'il n'y a aucune garantie de survie. Même un pilote professionnel ne peut pas dire avec certitude si la conception de l'avion résistera à l'attaque des éléments. En quelques minutes, l'avion peut tout simplement s'effondrer. Qu'est-ce qui explique cela ? Il convient de noter que le mouvement à une vitesse subsonique crée des ondes acoustiques qui se dispersent comme des cercles à partir d'une pierre tombée. La vitesse supersonique excite les ondes de choc et une personne debout au sol entend un son semblable à une explosion. Sans ordinateurs puissants, il était difficile de résoudre des équations différentielles complexes et il fallait s'appuyer sur des modèles de soufflage dans des souffleries. Parfois, avec une accélération insuffisante de l'avion, l'onde de choc atteint une force telle que des fenêtres sortent des maisons survolées par l'avion. Tout le monde ne pourra pas franchir le mur du son, car en ce moment toute la structure tremble, les fixations de l'appareil peuvent subir des dommages importants. Par conséquent, une bonne santé et une stabilité émotionnelle sont si importantes pour les pilotes. Si le vol se déroule en douceur et que le mur du son est franchi le plus rapidement possible, ni le pilote ni les éventuels passagers ne ressentiront de sensations particulièrement désagréables. Spécialement pour la conquête du mur du son, un avion de recherche est construit en janvier 1946. La création de la machine a étéinitié par ordre du ministère de la Défense, mais au lieu d'armes, il était bourré d'équipements scientifiques qui surveillaient le fonctionnement des mécanismes et des appareils. Cet avion ressemblait à un missile de croisière moderne avec un moteur-fusée intégré. L'avion a franchi le mur du son à une vitesse maximale de 2736 km/h.
Monuments verbaux et matériels à la conquête de la vitesse du son
Les réalisations pour briser le mur du son sont très appréciées aujourd'hui. Ainsi, l'avion sur lequel Chuck Yeager l'a surmonté pour la première fois est maintenant exposé au National Air and Space Museum, situé à Washington. Mais les paramètres techniques de cette invention humaine ne vaudraient pas grand-chose sans les mérites du pilote lui-même. Chuck Yeager est allé à l'école de pilotage et a combattu en Europe, après quoi il est retourné en Angleterre. La suspension injuste du vol n'a pas brisé l'esprit de Yeager et il a obtenu un rendez-vous avec le commandant en chef des troupes d'Europe. Dans les années restantes avant la fin de la guerre, Yeager a participé à 64 sorties, au cours desquelles il a abattu 13 avions. Chuck Yeager est retourné dans son pays natal avec le grade de capitaine. Ses caractéristiques indiquent une intuition phénoménale, un sang-froid incroyable et une endurance dans des situations critiques. Plus d'une fois, Yeager a établi des records dans son avion. Sa carrière ultérieure était dans l'armée de l'air, où il a formé des pilotes. La dernière fois que Chuck Yeager a franchi le mur du son, c'était à 74 ans, à l'occasion du cinquantième anniversaire de son histoire de vol et en 1997.
Tâches complexes des créateurs d'avionsappareils
L'avion MiG-15 de renommée mondiale a commencé à être créé au moment où les développeurs ont réalisé qu'il était impossible de se baser uniquement sur le franchissement du mur du son, mais des problèmes techniques complexes devaient être résolus. En conséquence, une machine a été créée avec un tel succès que ses modifications ont été adoptées par différents pays. Plusieurs bureaux d'études différents sont entrés dans une sorte de lutte concurrentielle, dont le prix était un brevet pour l'avion le plus réussi et le plus fonctionnel. A développé des avions avec des ailes en flèche, ce qui a été une révolution dans leur conception. L'appareil idéal devrait être puissant, rapide et incroyablement résistant à tout dommage extérieur. Les ailes balayées de l'avion sont devenues un élément qui les a aidés à tripler la vitesse du son. De plus, la vitesse de l'avion a continué d'augmenter, ce qui s'explique par une augmentation de la puissance du moteur, l'utilisation de matériaux innovants et l'optimisation des paramètres aérodynamiques. Briser le mur du son est devenu possible et réel même pour un non-professionnel, mais cela n'en devient pas moins dangereux, donc tout chercheur extrême devrait évaluer judicieusement ses forces avant de décider d'une telle expérience.
