Գերձայնային արագություն

Գերձայնային արագություն են անվանում այն արագությունը, որը գերազանցում է ձայնի արագությունը (Մախ 1)։ Մարմինների համար, որոնք շարժվում են 20 °C ջերմաստիճան ունեցող չոր օդում ծովի մակարդակի բարձրության վրա, այս արագությունը մոտավորապես հավասար է 343 մ/վ կամ 1,235 կմ/ժ։ Ձայնի արագությունից ավելին քան հինգ անգամ մեծ արագությունները (Մախ 5) անվանում են հիպերձայնային։ Թռիչքները, երբ մարմնի միայն մի մասն է շրջապատված գերձայնային արագություններով շարժվող օդով, անվանում են մերձձայնային։ Սա հիմնականում վերաբերվում է Մախ 0,8-ի և Մախ 1,23-ի միջև ընկած արագությունների տիրույթին։

Վաղ նշանակությունը

20-րդ դարի սկզբում "գերձայնային" բառը օգտագործվում էր որպես ածական նկարագրելու համար ձայները, որոնց հաճախությունը բարձր էր լսելի ձայնի հաճախությունից։ Այս ձայնի ժամանակակից անվանումն է "ուլտրաձայն"։

Գերձայնային մարմիններ

Մտրակը առաջին մարդու կողմից ստեղծված մարմինն է, որը հատել է ձայնի արգելքը։ Հարվածի պահին այն արձակում է բարձր ձայն (փաստորեն այն փոքր ձայնային հարված է)^[3]^[4]։

Ժամանակակից մարտական կործանիչների հիմնական մասը գերձայնային ինքնաթիռներ են։ Դրանցից բացի նաև ստեղծվել են տրանսպորտային և մարդատար գերձայնային ինքնաթիռներ՝ Կոնկորդ և Տու-144։ Այս երկու մարդատար ինքնաթիռներն էլ կարող էին թռչել գերձայնային արագությամբ առանց արագացումների։ Որոշ մեծ ռմբակոծիչ ինքնաթիռներ, այնպիսիք, ինչպիսին են Տու-160, կամ Rockwell B-1 Lancer նույնպես կարող են զարգացնել գերձայնային արագություններ։

Ժամանակակից հրազենի փամփուշտները գերձայնային են, փողի մոտ փամփուշտները շարժվում են^[5], իսկ որոշ դեպքերում նաև գերազանցում են Մախ 3 արագությունը։

Երկրի մթնոլորտ մտնող տիեզերանավերը նույնպես ունեն գերձայնային արագություններ, չնայած այն հանգամանքին, որ օդի նոսրության պատճառով գերձայնային թռիչքի ազդեցույթունը տիեզերանավերի վրա մեծ չէ։ Վերելքի ժամանակ կրող հրթիռները սովորաբար ձայնից ցածր արագություն են զարգացնում 30 կմ-ից ներքև։

Գերձայնային թռիչք

Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ տարվող հետազոտությունները բերեցին հրթիռային և ռեակտիվ շարժիչներով ինքնաթիռների ստեղծմանը։ Պատերազմի ընթացքում եղել են մի քանի հայտարարություններ ձայնային արգելքի հաղթահարման մասին, սակայն այս արգելքի առաջին հաստատված անցումը գրանցվել է 1947 թվականի հոկտեմբերի 14-ին։ Դա իրականացվել է փորձնական Բելլ X-1 հրթիռային ինքնաթիռով։ Առաջին արտադրություն մտած այս տիպի ինքնաթիռն է Canadair Sabre։ Համաձայն Դևիդ Մասթերսի տվյալների ('German Jet Genesis', Jane's, 1982; ISBN 0 7106 0186 7), գերմանական DFS 346 ինքնաթիռի նախատիպը, որը գրավվել էր Խորհրդային Միության կողմից, արձակվելով B-29 ինքնաթիռից 10000 մ բարձրության վրա հասել է 1100 կմ/ժ արագության 1945 թվականին, որը փաստորեն անցնում էր Մախ 1 այդ բարձրության վրա։

1961 թվականի օգոստոսի 21-ին Douglas DC-8-43 (իրանի համարը՝ N9604Z) անցել է Մախ 1 արագությունը վերահսկվող գահավիժման ժամանակ Էդվարդս ավիաբազայում^[6]։ Սա միակ գրանցված դեպքն է, երբ մարդատար ինքնաթիռն անցել է ձայնային արգելքը, բացի Կոնկորդ և Տու-144 ինքնաթիռները^[6]։

Արագությունների տիրույթներ

Արագություն	Մախի թիվ	կմ/ժ	մ/վ	Սարքի առանձնահատկություններ
Մինչձայնային	<1,0	<1230	<340	Պտուտակավոր ինքնաթիռների համար միակ հնարավոր արագություն, թևերի ձևը կարևոր չէ։
Մերձձայնային	0,8—1,2	980—1470	270—400	Օդակուտակիչներ և թեքված թևեր, օդի սեղմումը զգալի է դառնում։
Գերձայն	1,0—5,0	1230—6150	340—1710	Հարթությունների ավելի սուր սայրեր, պոչային մասերը ամբողջապես թեքվող են։
Հիպերձայնային	5,0—10,0	6150—12300	1710—3415	Սառեցվող նիկել-տիտանային իրան, փոքր թևեր։ Օրինակ՝ X-43.
Արագ հիպերձայն	10,0—25,0	12300—30740	3415—8465	Սիլիկատե սալիկներ ջերմամեկուսացման համար, թևերի փոխարեն կրող իրան։
«Վերադարձ մթնոլորտի խիտ մասեր»	>25,0	>30740	>8465	Աբլյատիվ պաշտպանություն, թևեր չկան։

Տես նաև

Հիպերձայնային արագություն
Մերձձայնային արագություն
Ձայնային հարված
Գերձայնային ինքնաթիռ
Գոլորշու կոն
Պրանդտլ-Գլոերտի էֆեկտ

Ծանոթագրություններ

Արտաքին հղումներ

"Can We Ever Fly Faster Speed of Sound", October 1944, Popular Science Ձայնի արագությամբ թռիչքի մասին առաջին հրապարակումներից մեկը։ (անգլ.)
"Britain Goes Supersonic", January 1946, Popular Science 1946 թվականի հոդված, որը փորձում է հանրամատչելիորեն բացատրել գերձայնային թռիչքը (անգլ.)
MathPages - Ձայնի արագությունը (անգլ.)
Գերձային ճնշման մակարդակները (անգլ.)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

Search