Историю авиации можно разделить на два этапа - период до и после преодоления звукового барьера. До середины 1940-х годов самолеты развивали скорость до 950 км / ч, далее сталкиваясь с так называемым звуковым барьером. Однако инженеры точно знали, что его можно преодолеть и лететь быстрее. 14 октября 1947 года американский пилот Чак Йегер, пилотировавший экспериментальный самолет Bell X-1, первым в истории преодолел звуковой барьер.

Экспериментальный самолет Bell X-1

Предыстория

В 1930-х годах бурное технологическое развитие позволило довольно быстро развивать авиацию. Новые технологии позволили построить более быстрые и долговечные машины. Одной из разработок того времени стал реактивный двигатель, позволяющий развивать очень высокие скорости (около 800-900 км / ч). Хотя первые самолеты в конструктивном плане были не особо хороши, начало Второй мировой войны показало, что эти машины во всех отношениях смогли превзойти самолеты с поршневыми двигателями всего за несколько лет.

В конце войны пилоты, управляющие самыми быстрыми самолетами того времени, достигавшими скорости 800-950 км / ч, столкнулись с необычным и даже пугающим явлением. Во время полета на огромных скоростях их самолеты начали впадать в неконтролируемые колебания, а рули переставали реагировать.

Bell X-1 во время установки измерительного оборудования, используемого для фиксации параметров полета

Многие пилоты погибали, даже не подозревая, что столкнулись с так называемым звуковым барьером. Под этим разговорным термином встречаются явления, происходящие при полетах со скоростями, близкими к скорости звука (предполагается, что скорость звука в воздухе на высоте около 11 км составляет около 1062 км / ч - 1 Маха, хотя на практике это значение зависит от температуры).

Это явление поразило авиаконструкторов, которые ставили перед собой цель преодолеть данный звуковой барьер. Это было возможно, что было доказано во время запусков немецких ракет V2. Однако возникала проблема в обеспечении контроля над самолетом.

Исследования новых самолетов, которые должны были преодолеть звуковой барьер, проводились параллельно в Германии и Великобритании , в то время как в США до середины 1940-х годов было признано, что преодоление звукового барьера невозможно с имеющимися технологиями на тот момент. Конец войны вынудил Германию прекратить свою работу в этой сфере, а результаты их исследования попали в руки англичан, СССР и американцев.

B-50 Superfortress использовался для подъема в воздух самолета Bell X-1, первого самолета, преодолевшего звуковой барьер

Американская программа сверхзвуковых полетов

Американцы отстали в плане исследований сверхзвуковых полетов. Только на рубеже 1943 и 1944 года американское агентство National Advisory Committee for Aeronautics (NACA), занимающаяся исследованиями в области аэронавтики и образовала так называемую "Панель Высокой Скорости" (High Speed Panel), который совместно с представителями военной авиации (Army Air Forces – AAF) приступили к программе, направленной на изучение возможности преодоления звукового барьера.

Первоначально исследования ограничивались испытаниями в аэродинамических трубах и теоретическими размышлениями, но благодаря Джону Стаку, инженеру, работающему в Исследовательском центре Лэнгли (Langley Research Center), летом 1944 года начали рассматривать вопрос о создании экспериментального самолета, который должен был преодолеть звуковой барьер. Уже в конце ноября AAF начали переговоры с представителями авиационных предприятий Bell Aircraft и McDonnell Aircraft о строительстве нового самолета.

Наконец, 16 марта 1945 года компания Bell заключила контракт с NACA и AAF на сумму 4,27 миллиона долларов, в рамках которого она должна была построить 3 экспериментальных самолета всего за один год . Программа получила обозначение MX-524 , позже была изменена на MX-653, и самолеты, в рамках программы назывались XS-1 (позже X-1).

Самолет Bell X-1 и его носитель - B-29

Bell X-1

Работу над новым самолетом возглавлял Роберт Дж. Вудс , и в его команду входили Пол Эммонс, Бенсон Хэмлин, Рой Сэндстрем и Стэнли Смит. Конструкторы решили, что самолет должен быть построен как «пуля с крыльями» . Поэтому корпус длиной 9,5 м получился заостренным, коническим, и очень тонкими крыльями с размахом 8,5 м.

В самолете был установлен ракетный двигатель Reaction Motors XLR-11-RM3, работающий на жидком топливе, достаточном для полета всего на несколько минут. У X-1 не было дроссельной заслонки, и скорость была увеличена за счет запуска последующих камер сгорания. Хотя X-1 мог взлетать самостоятельно, но во время испытаний его всегда поднимал в воздух специально модифицированный бомбардировщик B-29 (JTB-29A), а затем B-50 (EB-50A).

Определенные сложности возникали с тем, чтобы залезть в кабину X-1

Первая презентация Bell X-1 состоялась в декабре 1945 года, а первый полет без двигателя состоялся 25 января 1946 года. С октября продолжались попытки на базе Muroc Dry Lake, теперь известной как база ВВС Эдвардс. В них приняли участие летчики-испытатели Bella и AAF.

Первый полет Х-1 с двигателем состоялся 9 декабря 1946 года. За штурвалом был Чалмерс Х. «Слик» Гудлин. Во время этого и нескольких последующих полетов скорость достигалась до 0,8 Маха. В ходе испытаний, на основе полученных был перестроен один из прототипов X-1, на нем были установлены новые более тонкие крылья и горизонтальный балласт.

Bell X-1 во время выброса с самолета Boeing EB-50A Superfortress

6 августа 1947 года в число испытателей, летающих на X-1 присоединился Чак Йегер, молодой ветеран Второй мировой войны. Уже 29 августа Йегер разогнал Х-1 до скорости 0,85 Маха, что не понравилось руководству проекта, которые боялись потерять машину. Однако полет позволил приобрести дополнительные, так как позже оказалось очень полезные знания.

Очереднная модернизация экспеиментального Х-1 была завершена в начале октября, а первый полет намечен на 14 октября 1947 года . По просьбе Йегера на самолете была нанесена надпись «Glamorous Glennis».

Йегер не должен был превышать звуковой барьер, но во время полета при достижении скорости примерно 0,95 Маха, машина буквально загромыхала. Наблюдатели на земле услышали гул, а Х-1 разогнался до скорости 1,06 Маха (около 1100 км / ч), тем самым преодолев звуковой барьер. Таким образом, 14 октября 1947 года Чак Йегер стал первым человеком в истории, преодолевшим звуковой барьер.

Чак Йегер собственной персоной и его Bell Х-1

Новая эра в авиации

Полет Йегера превзошел все ожидания, а результаты были незамедлительно скрыты. Американцы опасались, что информация о преодолении звукового барьера позволит СССР построить самолет с аналогичными параметрами. Однако как вскоре оказалось, что и в Великобритании, и в России велись аналогичные работы, которые также привели к созданию сверхзвукового самолета, независимо от результатов американцев.

В конце концов, информация о преодолении звукового барьера Чаком Йегером стала известна 22 декабря 1947 года благодаря Роберту Б. Хотцу , автору статьи «Белл XS-1 совершает сверхзвуковой полет» , появившейся в журнале Aviation Week.

Полет экспериментального самолета Bell X-1

Заключение

Преодоление звукового барьера было переломным моментом в истории авиации. Всего за несколько лет крупнейшие производители самолетов в мире начали строить все более быстрые самолеты, а сверхзвуковые полеты перестали быть проблемой.

via

В перемещении облаков сочетается в разных случаях в разной степени эти два эффекта.

Ктсати, с этим явлением связана еще одна общепринятая ошибка в трактовке увиденного, когда за каким-нибудь истребителем формируется эдакая юбочка из тумана. Это явление часто ошибочно называют преодолением звукового барьера, но по факту причина такая же как описано выше. Просто коло самолёта точка росы смещается на какое-то время в конкретном месте

Для меня когда-то в детстве это было большим открытием и я сильно удивился. Может быть после этого поста удивится кто-то ещё.

С вами была моя новая рубрика "Простыми Словами", а заодно и одноимённое сообщество Простыми словами, куда я приглашаю авторов со своими объяснениями сложных или не очень сложных вещей простыми или очень простыми словами.

Принимаю заказы на объяснение какой-нибудь фигни простым языком. Предупреждаю сразу: я разбираюсь плохо, но почти во всём.