0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В кабине сверхзвукового автомобиля

Инжиниринг, стоящий за первым в мире автомобилем, способным на 1600 км/ч

Уже почти закончены предварительные тесты Bloodhound SSC — самого мощного в мире автомобиля, предназначенного для достижения скорости свыше 1600 км/ч. Попытка установить этот рекорд будет произведена в следующем году на высохшем озере Хакскин‑Пэн в Южной Африке. Автомобиль разрабатывается уже почти 10 лет, что, конечно, крайне медлительно для сверхзвукового автомобиля. Однако это связано с высокой сложностью разработки такого болида.

Эта ракета на колёсах — очевидное чудо инженерной мысли. Автомобиль имеет длину 13,5 метров и весит 7,5 тонн. Спаренные ракетный и реактивный двигатели суммарно производят эквивалент 135 000 лошадиных сил. В то время как его предшественник Thrust SSC разогнался до 1228 км/ч, Bloodhound надеется улучшить этот показатель примерно на 400 км/ч.

Разработкой болида занимались эксперты из «Формулы-1» и аэрокосмической промышленности, которые создавали машину с чистого листа. Они также обратились за помощью к Корпусу королевских инженеров Британской армии и 71‑й эскадрилье ВВС.

О некоторых технологиях, реализованных в проекте, рассказал в интервью Gizmodo.com руководитель команды инженеров Марк Элвин. Перед тем как присоединиться к проекту Bloodhound, он работал инженером‑конструктором в Westland Helicopters и Williams F1.

На вопрос о самой большой трудности в болиде Bloodhound Элвин дал неожиданный ответ: «Это колёса. Они вращаются с частотой 10 500 оборотов в минуту, а это означает, что радиальная перегрузка на ободе в 50 000 раз превышает силу тяжести. Таким образом, 1 килограмм, размещённый на колесе, будет при максимальной скорости весить 50 тонн».

Чтобы построить нечто достаточно прочное и выдерживающее такие нагрузки, команде пришлось выковать колёса из тонкого длинного алюминиевого цилиндра, буквально сжатого в блин. «При таком методе сжатия можно добиться превосходной кристаллизации зернистой структуры металла, — объясняет Элвин. — Затем мы дополнительно обработали и отбалансировали колесо, удаляя лишние микроны материала. Ну и в самом конце обдули дробью для увеличения прочности».

Колёса были тщательно протестированы совместно с компанией Rolls‑Royce. Во время испытаний колесо раскрутили до 10 000 об/мин, после чего с помощью лазера измерили его раскатку и провели расчёт нагрузки. Колесо выдержало, а раскатка составила всего 0,2 миллиметра. Этот факт идеально вписался в прогнозы команды.

Статья в тему:  Самые красивые и некрасивые автомобили на автосалоне в Женеве

Когда в следующем году машина попытается достичь 1600 км/ч, её колёса будут непохожи на колёса автомобилей, поскольку на внешней стороне не будет никакой резины. Только голый металл! Плюс ко всему колёса имеют дополнительные V‑образные профили, расположенные параллельно кузову. «Колесо здесь как лодка, — комментирует Элвин. — Принцип в том, что на скорости около 650 км/ч машина поднимется над поверхностью пустыни, и колесо будет скользить по земле с пятном контакта всего 3 мм в ширину».

Можно подумать, что с такой маленькой площадью соприкосновения машина будет сильно извиваться на скорости, но это неверно. Огромный плавник в задней части будет определять её устойчивость.

Если вы бросите дротик задом наперёд, он перевернётся в воздухе. Это произойдёт потому, что центр давления находится перед центром тяжести. Бросьте дротик правильной стороной, и он устремится вперёд безо всяких проблем. Задние крылья обеспечивают ему стабильность. Гигантский хвостовой плавник Bloodhound осуществляет ту же задачу.

Элвин подчеркнул, что плавник имеет примерно такой же размер, как на продвинутом тренировочном самолете Hawk. Проблема лишь в том, что самолёты движутся на скорости 1100 км/ч на высоте 9 километров, а Bloodhound всё будет делать на земле, где воздух гораздо плотнее. Команда признаёт, что конструкция плавника слишком переусложнена, но тем не менее его масса менее 100 кг.

Плавник — это не единственная аэродинамическая проблема, с которой столкнулась команда. При оценке первого прототипа обнаружилось, что машина генерировала около 7 тонн подъёмной силы. Учитывая, что общая масса болида равна 7,5 тоннам, этого было бы достаточно, чтобы Bloodhound взлетел. Переработав носовую секцию из углеволокна и сделав её более плоской, инженерам удалось снизить подъёмную силу до 1 тонны, и эта подъёмная сила теперь распределяется равномерно по всей длине автомобиля.

Не всё будет гладко по мере роста скорости. На рубеже 650 км/ч колёса, являющиеся единственным средством управления автомобилем, начнут слегка отрываться от земли и терять сцепление. Это может показаться катастрофой, но на самом деле с этого момента они начинают действовать как воздушные рули. Движение колёс от упора до упора составляет 10 градусов. Это практически не ощутимо, но всё равно позволяет немного удерживать курс. Хотя, по расчётам инженеров, автомобиль и так должен быть очень стабильным и ехать прямо.

Внутри кокпита пилот Энди Грин будет окружён целой кучей цифровых приборов и двумя циферблатами от Rolex, которые помогут ему понять, как ведёт себя болид в случае сбоя системы. Как только пилот будет готов, машину рванут вперёд два основных источника тяги: реактивный двигатель Rolls‑Royce EJ200 (как в истребителях Typhoon) и гибридный ракетный двигатель Nammo. На борту также будет находиться наддувный V8 от Jaguar, чья функция состоит в перекачке необходимого для ракеты окислителя.

Статья в тему:  Поломки тормозной системы автомобилей

Двигатели (в частности, реактивный двигатель) не любят «дышать» сверхзвуковым воздушным потоком, проходящим мимо машины после преодоления звукового барьера, поэтому команда спроектировала передний край кабины так, чтобы он генерировал огромную ударную волну, которая замедлит воздух до дозвуковой скорости. Это поможет двигателю нормально работать, но освободившаяся энергия должна куда‑то деться, и, к сожалению для Грина, она преобразуется в шум. «В кабине будет приличный слой звукоизоляции, а на пилоте будут специальные наушники с шумоподавлением, но всё равно вокруг будет громко. Очень громко», — прокомментировал Элвин.

Заезд начнётся медленно. Даже при всей мощности реактивного двигателя ускорение до 240 км/ч из‑за большого веса пройдёт медленнее, чем у мощного семейного автомобиля. Когда Bloodhound достигнет 650 км/ч, подключится ракетный двигатель, который обеспечит последовательное ускорение 2g вплоть до 1600 км/ч. По расчётам, этот этап займёт 55 секунд. На максимальной скорости миля будет проходиться за 3,6 секунды.

Затем настанет время останавливаться. И как можно быстрее, потому что трек в пустыне имеет протяженность всего 19 км.

«Торможение — весьма сложный процесс, — признаётся Элвин. — Автомобиль спроектирован, чтобы замедляться с 1600 км/ч до нуля за 65 секунд. При этом в кокпите будут ощущаться перегрузки в 3g. Если вы въедете на автомобиле в стену на скорости 50 км/ч, это и будет перегрузка 3g. Большинство людей называет это аварией».

Грин будет ощущать эти перегрузки на протяжении всего замедления, то есть более минуты он по сути будет «врезаться в стену на скорости 50 км/ч». Но Энди Грин — опытный пилот, которому принадлежат предыдущие мировые рекорды наземной скорости и превышения скорости звука на автомобиле, так что он не будет использовать противоперегрузочный костюм.

Что касается торможения, то первые 320 км/ч устранятся за счёт одного сопротивления: когда двигатели выключатся, автомобиль испытает на себе сопротивление ветра силой 3g. Когда скорость опустится ниже 1280 км/ч, два пневмотормоза (по одному на каждой стороне) выскочат из машины под углом около 60 градусов. Бо́льшую часть замедления обеспечат именно они, и только когда скорость упадёт ниже 400 км/ч, будут применены колёсные тормоза. Если применить их раньше, они могут воспламениться. Если по какой‑то причине одна из тормозных систем выйдет из строя, на борту также есть два парашюта, каждый из которых может безопасно замедлить машину до полной остановки.

Статья в тему:  Первая автомобильная навигационная система

На случай, если дела пойдут не по плану, Грин будет находиться в углеволоконном монококе, который является, вероятно, самым безопасным каркасом, когда‑либо использованным в гоночном автомобиле. В остальном же кузов довольно традиционен: если не в выборе материалов, то в плане дизайна точно.

«Наружный корпус выглядит так, как будто кто‑то горизонтально распилил пополам самолет Douglas DС‑3, — пошутил Элвин. — Но вместо алюминия мы использовали титан. Мы взяли традиционные конструкции и заставили их работать на нас».

Панели автомобиля из предварительно напряжённого титана буквально усеяны датчиками. Их в общей сложности 500, включая датчики давления и датчики деформаций на всей поверхности. Первые позволят команде измерить поток воздуха вокруг автомобиля, а вторые — проверить, не подвергся ли какой‑нибудь компонент лишнему воздействию. Также на машине расположены 12 камер, в том числе две в кокпите, чтобы внимательно следить за пилотом. Все данные будут поступать к команде по мобильной связи. Для этого на треке установили три современные телефонные мачты. «У нас тут в центре пустыни 4G‑приём лучше, чем в Лондоне», — смеётся Элвин.

На самом деле отслеживание всех данных — это, пожалуй, самая важная часть всего процесса. По мере приближения рекордного заезда команда будет осторожно увеличивать скорость, убеждаясь, что все измерения совпадают с расчётами.

«Мы начинаем работать на низких скоростях, планомерно увеличивая следующую отметку. На каждой стадии мы анализируем данные, сверяем их с нашей моделью, увеличиваем скорость снова и делаем всё то же самое, — подвёл итог Элвин. — Мы будем проверять каждый датчик и убеждаться, что показания совпадают с нашими ожиданиями. Всё просто: если мы не сможем обеспечить безопасность, мы отправимся домой».

Что ж, теперь понятно, почему подготовка этого проекта происходит так долго. Остаётся надеяться, что запуск, который уже несколько раз откладывался на следующий год, в следующем году наконец состоится. Ведь пилоту Энди Грину уже сейчас 55 лет…

В кабине сверхзвукового автомобиля

1609 км/час — уже скоро.

Представьте себе автомобиль, который может мчаться по поверхности земли на скорости 1609 км/час. Вам кажется это фантастикой? Но скорее всего подобный сверхзвуковой автомобиль попытается установить новый мировой рекорд скорости. Компания Bloodhound SSC в настоящий момент ведет разработку самого быстрого на земле транспортного средства. Первая официальная попытка достичь рекордной сверхзвуковой скорости намечена на 3 октября 2014 года.

До осени Британская компания проведет 3 эксперимента (тестовых заездов), чтобы проверить работоспособность всех систем сверхзвукового автомобиля. Также будет проверена работа мощного двигателя от болида Формула-1, который был переработан с использованием технологий, которые применяются в ракетных двигателях для доставки ядерных боеголовок. Благодаря инновационным разработкам максимальный крутящий момент силового агрегата вместе с ракетным силовым агрегатом составит 36,610 Н.м.

Статья в тему:  УАЗ готовит замену «Буханке»? В Ульяновске замечен новый микроавтобус

Использование ракетного двигателя вместе с традиционным мотором от болида Формула-1 не позволяет использовать обычное топливо. Гоночное транспортное средство будет использовать сочетание, как твердого, так и жидкого топлива. Для основного разгона автомобиль будет использовать традиционный двигатель внутреннего сгорания, когда как для установления сверхзвуковой скорости будут включены несколько реактивных ракетных двигателей, совокупная мощность которых составляет 135,000 л.с.( данная мощность примерно соответствует 180 автомобилям Формулы-1). Правда, для достижения такой мощности болид будет расходовать до 1 тонны топлива в минуту.

Как заявляют создатели сверхзвукового болида, если все пойдет, как запланировано, то уже во время предварительных экспериментов автомобиль должен побить существующий рекорд скорости на земле, который составляет 1367 км/час.

Также стоит отметить, что предварительные испытаний разгона автомобиля будут проходить на старом аэродроме в Великобритании. Основная попытка заезда по фиксации мирового рекорда будет проходить 3 октября 2014 года в Южной Африке.

Вес автомобиля с полным заправочным объемом составляет 7,5 тонн. Кузов болида полностью сделан из углеродного волокна. Для его производства потребовалось 10,000 часов сборки. В кузове использовались пять различных модификаций углеволокна, который переплетен с алюминиевой проволокой, которая внутри кузова из углеволокна образует специальные алюминиевые соты, укрепляющие кузов. Передняя часть болида самая прочная, поскольку при скорости в 1609 км/час пиковая нагрузка на 1 квадратный метр кузова составит более 3 тонн.

Крыша автомобиля разработана таким образом, чтобы ударные волны при достижении сверхзвукового барьера направлялись в реактивный двигатель Eurojet EJ200. Основные заезды, по попытке установить рекордной скорости в 1609 км/час, намечены в 2015 и в 2016 годах.

А как же шум, который будут производить ракетные двигатели?

Ведь за рулем автомобиля будет сидеть человек.

Кабина имеет отличную шумовую изоляцию и специальные звуковые отводы, которые будут направлять звук в сторону. Но, тем не менее, на скорости более 1200 км/час инженеры предполагают, что внутри кабины шум будет превышать 120 децибелов. Особенно в момент преодоления звуковых барьеров.

Для того чтобы защитить гонщика будут использованы специальные мембранные наушники, которые имеют специальные вкладыши препятствующие проникновению звука.

Внутри болид имеет отличную эргономику, которая очень важна, поскольку автомобиль за 3,6 секунды преодолевает 1,61 километр (150 метров за 300 миллисекунд). Центральный экран в кабине показывает текущую скорость в милях, показатель скорости звука (Mach), показатели работы двигателей. Динамические спидометры должны подсказывать пилоту, когда необходимо включить реактивные двигатели, а также когда необходимо начинать торможение.

Статья в тему:  Сравнение цен: новые автомобили в России и в других странах

Обратите внимание на хронографы компании Rolex. Эти хронографы были использованы для того, чтобы в случае сбоя электроники дать понять водителю, когда необходимо включить ракетные двигателя для преодоления звуковой волны, а также с помощью секундомера пилот может узнать, когда необходимо начать тормозить.

Как предполагают инженеры Bloodhound SSC, автомобиль преодолеет 19,3 километра примерно за 2 минуты, достигнув рекордной скорости на земле в 1609 км/час. Во время пика ускорения в машине пилот будет испытывать перегрузку 2G, когда как во время торможения перегрузка достигнет значения 3G. Несмотря на то, что пилоты Формулы-1, часто испытывают гораздо большие перегрузки, в Bloodhound SSC перегрузки будут происходить более минуты, когда как в болидах гонок Формулы-1 один перегрузки происходят всего несколько секунд.

Для того, чтобы пилот мог свободно дышать в автомобиле встроена инновационная система вентиляции для поступления в кабину чистого воздуха, который будет подаваться через специальный шлем, который был разработан совместно с инженерами из автоспорта и специалистами из космической отрасли.

Также для безопасности пилота в случае пожара в автомобиль встроена особая система пожаротушения, которая в случае возгорания выпустит специальную пену, предотвращая пожар и спасая жизнь водителю. Возгорание определяется с помощью инфракрасных датчиков.

Проверка реактивного двигателя

Сверхзвуковой автомобиль Bloodhound SSС получил высокотехнологичную кабину пилота

Не специальном мероприятии, проведенном в Бристоле, Великобритания, команда Bloodhound представила кабину водителя-пилота для будущего автомобиля Bloodhound SSС, который в недалеком будущем предпримет попытку установления нового мирового рекорда скорости . В настоящее время актуальный рекорд скорости составляет 1227 километров в час, но команда Bloodhound нацелилась не просто на преодоление вышеуказанной отметки, автомобиль Bloodhound SSС , под управлением водителя Энди Грина (Andy Green), в период между 2015 и 2016 годами будет пытаться преодолеть отметку в 1600 километров в час (1000 миль в час).

Согласно информации, предоставленной членами группы Bloodhound, на изготовление кабины пилота, которое осуществлялось специалистами компании URT Group, потребовалось около 10 тысяч человеко-часов рабочего времени. Это время было потрачено на переплетение пяти различных типов углеродистого волокна, пропитку его двумя различными видами смол. Корпус кабины пилота автомобиля Bloodhound SSС состоит из трех слоев из алюминиевого сплава, сформованного наподобие пчелиных сот. Между слоями алюминия находятся слои из углеродистого волокна, которые переплетаются друг с другом через отверстия в алюминии. В самой толстой точке корпуса кабины пилота, толщина композита, состоящего из 13 слоев алюминия и волокна, составляет 25 миллиметров. Из-за применения легковесных материалов вес кабины составляет всего порядка 90 килограмм.

Эта легкая кабина будет установлена прямо на шасси автомобиля Bloodhound SSС, в непосредственной близости от основного, реактивного и ракетного двигателей . Во время рекордного заезда на конструкцию кабины будет воздействовать аэродинамические нагрузки около трех тонн на квадратный метр. На высоких скоростях движения любой камешек, вылетевший из под передних колес и попавший в кабину будет представлять собой смертельную угрозу водителю. Поэтому для защиты водителя в передней части кабины установлена специальная баллистическая броня.

Статья в тему:  Вот что происходит если автомобиль срывается с обрыва

Форма верхней части кабины рассчитана таким образом, что при движении на сверхзвуковой скорости она будет создавать стоячую ударную волну из воздуха. Этот аэродинамический трюк послужит своего рода замедлителем, который затормозит поток воздуха, попадающий в воздухозаборник двигателя, до максимальной скорости в 965 километров в час.

Находясь внутри кабины, Энди Грин будет иметь возможность смотреть вперед через небольшое ветровое стекло, изготовленное из акрилового композитного состава. Это стекло, разработанное специалистами компании PPA Group, было изготовлено путем нагрева двух листов пластика, которые после этого были сложены вместе, протянуты и сформованы необходимым образом. В результате этого получилось ветровое стекло, толщина которого превышает толщину стекла колпака кабины пилота истребителя, и которое способно выдержать удар предмета, весом в 1 килограмм при движении на скорости 1450 километров в час.

Энди Грин получит доступ в кабину через люк, располагающийся позади кабины перед двигательным отсеком. Для предотвращения того, что этот люк может быть вырван потоком воздуха на большой скорости, на нем установлено несколько специальных замков, способных выдерживать постоянную нагрузку в 250 килограмм каждый.

Приборная панель автомобиля Bloodhound SSС имеет отдаленное сходство с панелью приборов обычного гоночного автомобиля. Шкала спидометра отградуирована в милях в час, но компьютерная система управления дублирует показания спидометра вслух, переводя скорость в единицы скорости звука (Max). На панели имеются дополнительные световые индикаторы скорости, которые будут сигнализировать пилоту о достижении определенной скорости, при которой ему будет необходимо включить ракетный двигатель или задействовать тормозную систему. Поскольку заезд планируется проводить в тихие предрассветные часы, то в кабине установлены осветительные приборы, дающие мягкое рассеянное освещение.

Слева и справа изготовленного на трехмерном принтере титанового руля находятся экраны, по которым водитель будет контролировать уровень давления в гидравлической системе, температуру в системе пневматических тормозов и другую ключевую информацию, относящуюся к работе всех трех двигателей автомобиля Bloodhound SSС.

Для того, чтобы предоставить водителю возможность не отвлекаться на второстепенные вещи во время заезда, все ключевые элементы управления установлены прямо на титановом руле. Благодаря этому руль весьма напоминает пульт от игровой приставки Playstation. Простыми нажатиями кнопок на руле водитель сможет управлять пневматическими тормозами, тормозными парашютами, системой радиосвязи, запуском реактивного и ракетного двигателей.

Статья в тему:  Подросток выжил после падения на автомобиле с высоты 60 метров

Во время рекордного заезда, дальность которого составит 19 километров, Энди Грин будет полулежать на специальном ложе из углеродистого волокна, пристегнутым к нему пятью ремнями безопасности. Обогащенный кислородом воздух для дыхания будет поступать пилоту через специальную маску, подобную маскам, используемым пилотами реактивных истребителей. А в случае возникновения возгорания внутри кабины сработает система экстренного пожаротушения Willans, датчики которой разбросаны по всей кабине.

Естественно, что прежде чем осуществить попытку рекордного заезда, который будет проводиться в Южной Африке, автомобиль Bloodhound SSС пройдет череду всевозможных испытаний. Первый испытательный заезд запланирован на 2015 год и во время этого заезда автомобиль разгонится до скорости свыше 300 километров в час на взлетно-посадочной полосе аэродрома Aerohub в Ньюкуэе, Великобритания.


Сверхзвуковые автомобили

15 октября 1997 г. впервые преодолел звуковой барьер аппарат, двигавшийся по поверхности земли. Спортивные эмиссары зафиксировали: есть новый мировой рекорд! Согласно усредненным данным, он равен 766,097 мили в час или 1232,91 км/ч. По стечению обстоятельств это событие состоялось почти день в день через полвека после того, как 14 октября 1947 г. пилот американских ВВС Чак Егер преодолел звуковой барьер на самолете. Вот как это было…

Когда в 1983 г. англичанин Ричард Нобл на реактивном сверхскоростном автомобиле «Траст-2» установил абсолютный рекорд скорости движения по земле – 1019,25 км/ч – стало понятно, что до скорости звука, равной, как известно, 1188 км/ч, осталось совсем немного.

Первым на штурм барьера в сентябре того же года собирался пойти знаменитый американский автогонщик Крэйг Бридлов. Сидя за штурвалом 14-метрового болида, напоминающего реактивный истребитель без крыльев, 59-летний гонщик, последовательно достигавший скоростей в 400, 500 и 600 миль в час, собирался развить и сверхзвуковую – 700-мильную.

Но и в ноябре сообщений о рекорде не последовало, как и сведений о том, почему Бридлов отказался от своих намерений.

Вообще-то однажды звуковой барьер фактически был взят. Сделал это 17 декабря 1979 г. американец Стэн Баррэт на автомобиле-ракете «Будвайзер».

Однако для официального утверждения рекорда необходим был еще один заезд – в обратном направлении. Но Баррэт от него отказался. Почему? Согласно официальному отчету, задние колеса автомобиля при движении то и дело отрывались от земли, Баррэта вытряхнуло из сиденья еще задолго до конца пробега. Лишь привязные ремни да стены кабины удержали его в машине. И он не стал испытывать судьбу еще раз, предпочел остаться в истории техники первым человеком, неофициально превысившим скорость звука на автомобиле.

Впрочем, Бридлов – не единственный, кто собирается преодолеть звуковой барьер на автомобиле-ракете (или автомобиле-самолете). Конкуренцию ему готов составить и англичанин Ричард Нобл. Специально для этого он модернизировал свой автомобиль, создав новую модель – Thrust SSC (super-some car) с двумя самолетными двигателями фирмы «Роллс-Ройс» общей мощностью 100 000 л. с. Управляется машина с помощью самолетного же киля, помещенного на хвосте. Под ним в шахматном порядке расположены четыре задних колеса. Корпус машины изготовлен из кевлара и углеволокна. Попытку развить скорость 1280 км/ч предполагалось предпринять по дну высохшего соляного озера в пустыне Блэк-Рок (Невада), причем за руль должен сесть не Нобл, а опытнейший профессионал-пилот Королевского воздушного флота Эндрю Грин.

Статья в тему:  Немецкие власти предлагают устанавливать черный ящик на полуавтономные автомобили

Идеей обогнать звук захвачены не только энтузиасты-одиночки, но и целые фирмы. Компания «Макларен», к примеру, готовила болид из кевлара и углеродного волокна с газовой турбиной на 30 000 л. с., который якобы способен всего за 40 с разогнаться до скорости 1360 км/ ч. Испытания его были намечены на лето 1998 г.

Главная проблема, которую предстояло преодолеть гонщикам и конструкторам, – сохранить устойчивость машины при переходе звукового барьера.

Во всяком случае, когда 28 октября 1996 г. «Спирит» Крэйга Бридлава там же, в Неваде, развил скорость около 1080 км/ч, его автомобиль сошел с трассы и потерпел аварию. К счастью, автогонщик остался жив и невредим, а сам автомобиль получил сравнительно небольшие повреждения: вышло из строя заднее колесо и кое-где оказалась помята обшивка.

Тем не менее авария заставила Нобла призадуматься. Машина переходит звуковой барьер неравномерно, рассуждал гонщик. Часть воздушных струй обтекают корпус со сверхзвуковой скоростью, а часть еще с дозвуковой. В этот момент самолеты издают резкий хлопок, и такая ударная волна может сбить автомобиль с курса. С этим что-то надо делать…

В своем «Трасте» Нобл попытался решить эту проблему еще до того, как машина стартует в рекордном заезде. И если «Спирит оф Америка» чем-то напоминал перочинный нож, то «Траст» получился более массивным и приземистым, а значит, по идее, и более устойчивым.

Увеличенный вес, а также то, что водитель располагался посредине машины, почти в центре тяжести, наконец, наличие киля со стабилизатором позволяли надеяться, что машина не потеряет устойчивости при атаке на звуковой барьер. И надежды Нобла оправдались. Впрочем, нельзя сказать, что все далось так уж легко.

В начале сентября команда англичан начала атаку на рекорд. В кабину сел Энди Грин, пилот королевских ВВС. Впрочем, поначалу дело шло далеко не гладко. В одной из попыток автомобиль сошел с трассы из-за технических неисправностей. В других заездах Грину не удавалось нарастить необходимую скорость. Да и первый пробег со скоростью 1100 км/ч не был засчитан, поскольку по правилам для фиксирования рекорда необходимо повторить достижение дважды в том и другом направлении трассы и в течение часа. Экипаж Грина смог подготовиться ко второму заезду лишь через 80 мин.

Статья в тему:  Toyota продала 40 млн. автомобилей Corolla

И вот наконец в очередной попытке Грину удалось превзойти скорость звука. «Ударная была видимой, – поделился своими впечатлениями гонщик. – Она двигалась вдоль корпуса по мере того, как машина ускорялась». По его мнению, пилотировать автомобиль на такой скорости – примерно то же, что управлять самолетом. Только трясет гораздо больше. Итак, победа? Увы… и это достижение не было зафиксировано в книге официальных рекордов. На обе попытки было затрачено 1 час и… одна минута! Случилось это – по иронии судьбы – в понедельник, 13 октября.

А два дня спустя, в четверг, команда, собравшись с силами, атаковала барьер еще раз, и он-таки пал. Спортивные эмиссары зафиксировали: есть новый мировой рекорд! Согласно усредненным данным, как уже говорилось, он равен 766,097 мили в час, или 1232,91 км/ч. «Следующая задача – превысить скорость звука на 10 процентов», – прокомментировал это событие Р. Нобл.

Почему при преодолении звукового барьера слышится хлопок?

Наверняка многим приходилось слышать о таинственном звуковом барьере, который преодолевают истребители и бомбардировщики, а также сверхзвуковые ракеты. Что это за барьер, можно ли его увидеть визуально и что является причиной громкого взрывоподобного звука?

Что такое звуковой барьер?

Звуковой барьер в области аэродинамики – это технические трудности, которые возникают в результате явлений, связанных с передвижением летательного аппарата на скорости равной либо превышающей скорость звука.

Нужно понимать, что это не реальное препятствие, которое должен преодолеть самолет, будто какую-то невидимую стену, а больше абстрактное понятие. Оно возникло в то время, когда в авиации лишь задумывались о летательных аппаратах, которые могут перемещаться на высокой скорости – сверхзвуковой. Многие даже настаивали на недостижимости подобных результатов.

Что такое скорость звука?

Скорость звука – это скорость, с которой распространяются упругие волны в определенной среде. Данный показатель меняется в зависимости от среды. Например, скорость звука в воздухе – 331 м/с или 1191,6 км/ч.

Преодоление скорости звука

Как же происходит преодоление звукового барьера? Самолет взлетает и постепенно разгоняется все сильнее. Его обтекает сверхзвуковой воздушный поток, в результате чего в носовой части образуется ударная волна. Их может быть и несколько – в зависимости от формы летательного аппарата.

Схема образования ударной волны

В данной области давление и плотность воздушной среды резко повышается. В момент, когда самолет превышает скорость звука, он проходит через эту область и возникает звук громкого хлопка, который похож на выстрел. Пилот в кабине никаких звуков не слышит – о преодолении звукового барьера он узнает только по специальным датчикам. Также ощутимы изменения в плане управления самолетом.

Статья в тему:  Продажи автомобилей в России: за 4 месяца 2015 года

Громкий взрывоподобный хлопок – это звуковой удар. Его можно услышать, стоя на поверхности земли, когда самолет летит на сверхзвуковой скорости неподалеку. Ударные волны, которые он образует, визуально можно представить в виде конуса, сопровождающего летательный аппарат. Вершина конуса располагается в носовой части. Волны распространяются от нее на большие расстояния.

Слух человека, стоящего на земле, улавливает границы данного воображаемого конуса. Резкий скачок давления воспринимается как взрывообразный хлопок. С момента преодоления барьера звуковой удар постоянно сопровождает самолет. Однако хлопок будет слышно каждый раз, когда он пролетает над фиксированной точкой поверхности.

Так как самолет движется быстрее звука, сперва наблюдатель услышит хлопок и только после этого шум двигателя.

Проблемы сверхзвукового полета

Как бы ни разгонялся обычный самолет, он не сможет длительное время лететь на сверхзвуковой скорости. Дозвуковые самолеты отличаются более плавными и округленными формами. А при полете на сверхзвуковой скорости возникают иные аэродинамические условия.

Резко увеличивается сопротивление воздуха, корпус самолета нагревается из-за трения. В результате обычный самолет потеряет стабильное управление и может начать разрушаться прямо в воздухе.

Активно развиваться сверхзвуковая авиация начала в 50-60-х годах. Первым сверхзвуковым самолетом, который выпускался серийно, стал истребитель North American F-100 Super Sabre. Данная модель впервые совершила полет в 1953 году.

Создавались и пассажирские сверхзвуковые самолеты, которые выполняли регулярные рейсы. Но их было всего 2: советский Ту-144 и англо-французский Concorde.

Преимущество таких самолетов – это преодоление больших расстояний за короткий промежуток времени. Также сверхзвуковой самолет перемещается на большей высоте по сравнению с обычными. Соответственно, воздушное пространство не загружено. Но от их использования вскоре отказались из-за нескольких недостатков:

  • ударная волна;
  • большой расход топлива;
  • сложность эксплуатации;
  • шум над аэродромом.

Громкий хлопок – это резкий скачок давления перед самолетом, образующийся в момент, когда самолет начинает двигаться со сверхзвуковой скоростью (преодолевает звуковой барьер). Ударная волна, возникающая перед самолетом, распространяется конусообразно. Человек, наблюдающий за полетом самолета, слышит хлопок, когда эта волна достигает его, и только после этого можно услышать работу двигателя. Ударная волна постоянно сопровождает самолет на сверхзвуковой скорости. Однако хлопки будет слышно лишь во время прохождения самолета в определенной точке – поблизости с наблюдателем.

Интересное видео о преодолении звукового барьера

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector