ЗВУКОВОЙ БАРЬЕР

ЗВУКОВОЙ БАРЬЕР - атмосферное аэродинамическое явление, затрудняющее аэронавигацию и самолётовождение. Звуковой барьер образуется на высотах от 3000 до 7000 метров, при соответствующих погодных условиях, характеризуемых относительной влажностью, давлением и температурой. Коэффициент, отражающий отношение температуры образования звукового барьера к атмосферной влажности, называется Маха числом (см. МАХА ЧИСЛО). Динамика образования звукового барьера пока до конца не выяснена, что затрудняет предсказание его возникновения метеорологами. На практике, для предсказания применяются специальные таблицы Брадиса-Гольденвейзера (см. ФЕДОР ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР), сопоставляющие данному числу Маха вероятность образования звукового барьера и его высотность.

Физически звуковой барьер представляет собой протяжённый атмосферный фронт из плотного тумана. Туман имеет уникальную дисперсионную структуру, которая существенным образом поглощает звуковые волны в широком диапазоне частот. Таким образом, самолёт, осуществляющий полёт за звуковым барьером, не слышим для находящихся с другой стороны наблюдателей (см. СЛУШАТЕЛИ АКУСТИЧЕСКИЕ и УШИ-ЛОПАСТНОЙ РЕЗОНАНС) - откуда название явления. Однако, как только самолёт преодолеет звуковой барьер (пролетев сквозь него), наблюдателей тут же внезапно настигает громоподобный звук, обычно издаваемый реактивным самолётом. Это явление "хлопка" при преодолении звукового барьера широко известно.

Важно заметить, что нереактивные самолёты, приводимые в движение винто-моторной группой (см. ГРУППА ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕРА), не производят "хлопка" при преодолении звукового барьера. Это объясняется тем, что, во-первых, основной источник шума (лопасти винта) у этих самолётов находится спереди и, во-вторых, шумность не имеет струйного характера. Эти два фактора, согласно второму закону аэродинамики, не позволяют возникать "хлопку".

Для современной аэронавигации, где проводка бортов "по звуку" давно стала архаизмом, а на смену ей пришли совершенные радиолокационные системы, звукоизолирующие свойства звукового барьера не представляют особой проблемы. Тем не менее, определённая опасность для воздушных судов исходит от ограничивающих обзорность свойств (туман в звуковом барьере очень густой) и от высокой плотности дисперсии образующих звуковой барьер водяных капель. Плохая обзорность способна привести к потере пилотом воздушного судна зрительного контакта с землей, что часто вызывает психологический дискомфорт. А высокая дисперсия служит причиной явления интенсивного потряхивания (см. ПОТРЯХИВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ) воздушного судна при преодолении звукового барьера, при этом относительная сила потряхиваний не зависит от размера самолёта. Потряхивания весьма беспокоят многих пассажиров авиалайнеров.

На иллюстрации, любезно предоставленной нам корпорацией "Боинг", изображён суперсовременный истребитель "Локхид Грумман" F-78 Ubertomcat, преодолевающий звуковой барьер во время демонстрационного полёта в декабре 2006-го года:



(Фотография сделана с борта аэростата.)