Amerikalı aerodinamik Leonard Green səssiz səsdən uzaq bir təyyarənin dizaynını patentləşdirdi. Bu xəbər mütəxəssislər arasında bombaya bənzər bir təsir yaratdı. Mühəndislər uzun müddətdir səs -küylə mübarizə aparırlar. Bu yalnız XV-XVII əsrlərdədir. maşın tərəfindən edilən çox səs -küy və hətta gurultu onun gücü ilə əlaqələndirildi. İndiki vaxtda mütəxəssislər hər cür mühərriki, avtomobili, təyyarəni mümkün qədər səssiz hala gətirməyə çalışır, hər cür səsboğucuların dizaynı və istehsalı üzərində çox iş aparır.
Leonard Green tərəfindən təklif edilən yeni layner, Concorde -nin gurultusu kimi səs -küy yaratmadan, ABŞ -ın bütün ərazisini havada səs yayma sürətindən 3 dəfə yüksək sürətlə 90 dəqiqə ərzində keçə biləcək. Qrin inanır ki, belə təyyarələr adi təyyarələri uzun məsafəli marşrutlardan tez uzaqlaşdıracaq, çünki uçuş müddətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq. Ancaq ixtiraçı, vəzifəsinin öhdəsindən necə gəldiyi barədə hələ bir söz deməyib.
Bir reaktiv mühərrikin səs -küyünü necə azaltmaq olar?
Təyyarə reaktiv mühərriklərinin səs-küyü ilk növbədə çox dövrəli dizaynına görə azalır. Bir kompressor yerinə - ən səs -küylü qurğu - bir neçə turbojet mühərrikinə quraşdırılmışdır. Üstəlik, iş rejimləri mexanizmlərdən gələn səs -küyü müəyyən dərəcədə kompensasiya edəcək və bir -birini gücləndirməyəcək şəkildə seçilmişdir. Məlum olur ki, texnologiyada belə bir şey ola bilər - səs -küy səs -küyü boğur.
Aktiv səs-küy azaltma sistemləri də var. Onların mahiyyətini aşağıdakı kimi izah etmək olar. İşləyən və buna görə səs -küylü bir cihazın çıxışında bir mikrofon qoyulur. Onun qeyd etdiyi səslər xüsusi işlənməyə məruz qalır. Bütün spektr sinusoidal komponentlərə parçalanır, sonra hər biri elə bir şəkildə dəyişdirilir ki, orijinal səs -küyün komponentləri üzərinə qoyulduqda, hər bir üst -üstə düşmüş əyrinin "qabığı" orijinalın "enmə" yerindədir. bir Fizika qanunlarına uyğun olaraq, akustik dalğaların müdaxiləsi və onların qarşılıqlı ləğvi baş verməlidir. Beləliklə, nəzəriyyə gedir. Ancaq praktikada, örtüklə bir az səhv etmək kifayətdir və səslər bir -birini söndürmək əvəzinə, yalnız ümumi kakofoniyanı artıracaq. İndiyə qədər heç kim sinusoidal komponentlərin bir-birinin üstündə dəqiq bir superpozisiya yarada biləcək belə dəqiq və sürətli işləyən analizatorlar hazırlaya bilməmişdir. Səs -küyün qarşılıqlı təsir vasitəsi ilə qismən yatırılması artıq bir nailiyyət sayıla bilər.
Təyyarə dizaynerlərinin əksəriyyəti ənənəvi səs -küyün qarşısını almaq sistemləri ilə məşğul olmalıdır. Mühərrikin diffuzoruna və ağzına səsboğucular qoyur, səs -küy və titrəmə söndürücü contalar və mühərrik boşluqları üçün örtüklərdən istifadə edirlər. Ancaq bu, itkinin tamamilə azalması hesabına gəlir. Leonard Green -in həqiqətən 100% səs -küydən təmizləyən bir səsboğucu qurmağı bacardığını güman etsək belə, bu, belə bir mühərrikin vuruşunun praktiki olaraq sıfır olduğu anlamına gəlir! Və kimin ona belə ehtiyacı var?
Bəs onda səssiz təyyarənin sirri nədir?
Aerodinamiklər üçün sakit bir təyyarə yeni bir şey deyil. Teorisyenler onun var olmasının əsas ehtimalını çoxdan göstərmişlər. Bunu etmək üçün təkcə zərbə dalğasını düzəltməlisiniz, təyyarənin gövdəsindən düşməsinə icazə verməyin. Bu fenomenin fiziki mənzərəsi belə görünür. Sürətlə uçan istənilən cisim səs yayır. Güllə və mərmilər fit çalır, sapan fitindən atılan daş … Bunun səbəbi akustik dalğalar və ya sürətlə hərəkət edən bir cisim tərəfindən havanın mikroskopik şəkildə sıxılmasıdır. İrəli səy göstərərkən hava molekullarını kənara itələyir və onlar istəksizcə təslim olurlar, su üzərində sürətlə gedən bir gəminin "bığları" kimi yanlara tərəf dalaşırlar.
Hər hansı bir akustik sıxılma atmosferdə səs sürətində yayılır. Vücud səssiz bir sürətlə uçarkən, onun yaratdığı hava mühitinin pozğunluqları atmosferdə tədricən dağılır. Ancaq cismin sürəti artdı, səsi tutdu. Bu anda bütün kiçik möhürlər monolitik bir cəbhədə birləşirlər - narahatlıq mənbəyindən qaçıb dağılmağa vaxtları yoxdur. Belə bir cəbhəyə (sıxılmış havanın divarı) zərbə dalğası deyilir.
Bu divarı sındırmaq, səs maneəsindən keçmək cəhdləri, bir qayda olaraq, qorxunc bir gurultu ilə müşayiət olunur. Zərbə dalğası yerə elə bir güclə çırpılır ki, təyyarə aşağı yüksəklikdə səs maneəsini aşanda evlərin damlarını uçurur və insanları ayaqlarından yıxır. Sürət daha da artdıqca, təyyarə səsi aşır və səssiz bir xəyal kimi havada uça bilir. Ancaq bu, yalnız bir neçə dəqiqə sonra göy gurultusunun sizə düşəcəyi deməkdir.
Yenə də zərbə dalğası, prinsipcə, əhliləşdirilə bilər. Bunun üçün təyyarənin aerodinamik şəklini seçmək lazımdır ki, səs maneəsini iynənin nazik bir toxumadan keçməsi ilə asanlıqla deşsin. Üstəlik, dərzi bənzətməsi burada ilk baxışdan görünə biləcəyindən daha dərindir. Diqqət yetirin ki, bir çox səsdən sürətli təyyarənin iynəyə bənzər burunları və iti uclu qanadları var. Beləliklə, səs maneəsini "deşmək" onlar üçün daha asandır. Ancaq təcrübəli; Dərzi bilir: müəyyən bir parça tikərkən, tikiş maşınının tənzimlənməsi lazımdır - əks halda un olacaq, iş deyil. Təyyarəni müəyyən bir uçuş rejiminə "kökləmək" daha çətindir, amma yenə də mümkündür - Bu vəziyyətdə səs konisi düz olur, zərbə dalğası o qədər kəskin olmayacaq və buna görə də yüksək səslə çıxacaq. Ancaq akustika incə bir şeydir. Məsələn, bir skripkaçı hər bir ifa etməzdən əvvəl aləti yenidən tənzimləmək məcburiyyətində qalır, digər şeylər arasında verilmiş zalın xüsusiyyətlərinə, xüsusi atmosfer şəraitinə uyğunlaşdırır.
Təyyarəni necə "tənzimləmək" olar?
Dəyişən qanad həndəsəsi, tənzimlənən hava girişləri və sabit burunlar həllin yalnız bir hissəsidir. Mütəxəssislərin fikrincə akustikanın aerodinamiklə birləşməsi o qədər şıltaqdır ki, Leonard Green yalnız müəyyən şəkildə müəyyən edilmiş uçuş rejimi ilə səssizliyə, daha doğrusu aşağı səs -küyə nail ola bilər. Xüsusi dizayn təcrübəsi, həllinin nə qədər uğurlu olduğunu göstərəcək.
Dünya aviasiyasının tarixi belə bir sərnişin təyyarəsini tanımamışdır
İngilis və Amerika mütəxəssisləri - Cambridge Universiteti və Massachusetts Texnologiya İnstitutundan 40 nəfərdən ibarət bir komanda üç illik inkişafdan sonra yeni bir sərnişin təyyarəsi SAX -40 üçün bir layihə təqdim etdi. Aerodinamikanın sirlərindən uzaq olan insanlar üçün layner ilk növbədə formaları ilə heyrətləndirir. Bu konsepsiya rəsmi olaraq Qarışıq Qanad Bədəni olaraq bilinir. Yeni avtomobilin quyruqsuz fiquru konturda yarasa bənzəyir. Eyni zamanda, uçuş zamanı yayılan səs, Reuters -ə görə, paltaryuyan maşından daha yüksək olmayacaq.
Qayıqsız planer - təkcə sərnişin təyyarələri üçün deyil, orbital təyyarələr üçün də uyğun bir fikirdir
N. I adına Rusiya Kosmonavtika Akademiyasının akademiki: "İşgüzar xüsusiyyətlərinin təşəbbüskarlara çox az şey söyləyəcəyi inqilabi bir sərnişin təyyarəsinin layihəsi açıldı. N. E. Tsiolkovski, təyyarələrin aerodinamikası üzrə mütəxəssis Valentin Belokon. - Başlanğıcda 150 tonluq avtomobil 215 sərnişin daşıyan təxminən 900 km / saat sürətlə uçur. Bu xüsusi bir şey deyil. Düzdür, məsafə yaxşıdır - təxminən 9500 km."
Bəs əslində yeni layihənin inqilabi mahiyyəti nədir?
Əvvəla, SAX-40 ən yaxşı mövcud təyyarələrlə müqayisədə 35% yanacağa qənaət edir. Hətta indi də bu fakt bizi təyyarə ilə atmosferə atılan istixana qazları üçün çox güman ki, "yaşıl" vergidən mülki aviasiyanın xilaskarı kimi danışmağa vadar edir.
Valentin Belokon vurğulayır: "Şübhəsiz ki, belə bir unikal səmərəlilik qeyri-adi bir şəkildə əldə edildi". - Bu, qanadın gövdə ilə inteqrasiya edilməsi prinsipi əsasında hazırlanmış ilk sərnişin təyyarəsidir. Aviasiyada belə şeylər çox bilinməyən, çox ciddi səylərlə əldə edilir. Şübhə etmirəm ki, superkompüterlərin istifadəsində böyük irəliləyişlər SAX-40-ın dizayn müddətini də qısaltdı. Təyyarə hazır formullardan istifadə edilməklə hazırlanmır, bu, bir çox cəhətdən, bir kompüter təcrübəsinin gücü ilə vurulur, bu vəziyyətdə olduğu kimi."
Ancaq bu, həqiqətən də qeyri-adi bir nəticədir: qeyri-adi yüksək səmərəlilik (hələ uçmayan ən iqtisadi Boeing 787-dən üçdə bir yüksəkdir) inkişafın yalnız üç ilində əldə edildi. Səsdən sürətli sərnişin Concorde təxminən yeddi il, standart görünüşlü Airbus A-380-13 il üçün hazırlanmışdır. "Burada bir intriqa var" əmindir Valentin Belokon. - Bu maşın iki ideologiyanın simbiozudur: 1944 -cü ildə Alman şirkəti ARADO tərəfindən təklif olunan oraq qanadı; və qanadın gövdə ilə inteqrasiyasında əhəmiyyətli bir addım olan Su-27 sinif döyüşçülərimiz-Su-34 (1969-1981-ci illərdə hazırlanmışdır). SAX-40 bu həllərin ustalıqla uyğunlaşdırılmasıdır. Beləliklə, üç ildə yalnız 40 nəfərdən ibarət nisbətən təvazökar bir komandanın belə bir inqilabi təyyarə hazırladığı daha aydın olur."
Yeni avtomobilin quyruqsuz fiquru konturda yarasa bənzəyir. 1 - təyyarə çərçivəsi; 2 - mühərriklər; 3 - nozzle; 4 - şassi; 5 - qanadın arxa kənarı; 6 - qanadın aparıcı kənarı
Təyyarənin gövdəsinin qanadla belə mürəkkəb inteqrasiyası - qanadın harada bitdiyi və gövdənin özünün harada başladığı bəlli deyil - mütəxəssisimizin fikrincə, təyyarənin bənzərsiz yüksək aerodinamik keyfiyyətinə nail olmaq mümkün olmuşdur. itələmək üçün qaldırın). “Concorde və Tu-144 üçün bu dəyər 7, 5-ə çatır; Boloing 747-787 -də təxminən 20 var. SAX -40 -da 25-27 var, - Belokon vurğulayır. "Ondan əvvəl oxşar aerodinamik keyfiyyətə malik yalnız bir seriyalı təyyarə bütün dünyada uçurdu - strateji kəşfiyyat təyyarəmiz M -55 (Geofizika, Myasishchev Dizayn Bürosu): aerodinamik keyfiyyəti təxminən 25 idi".
Həmsöhbətimiz izah edir ki, əslində həm Concorde, həm də Tu -144 onsuz da quyruğuz idi - qanadlara çox yaxın yerləşən yalnız bir ombası vardı; lakin stabilizatorlar yox idi. SAX-40 təyyarəsinin layihəsində, keellər sanki çatallanır və qanadların uclarına köçürülür.
Bir daha vurğulayaq: dünya aviasiyasının tarixi hələ belə bir sərnişin təyyarəsini tanımamışdır.
SAX-40-ın qanadları 67,5 m-dir. Bu, təxminən 400 tonluq Boeing 747 təyyarəsi kimi olduqca kiçik bir təyyarə üçün həddindən artıq görünür. Üç yenilikçi mühərrik, qanadın arxasına, reaktiv tənzimlənən mühərrikləri ilə bağlanır.
Bir çox başqa həll. Məsələn, eniş zamanı eniş qurğusu qapıları tərk edir, lakin özləri həm sürükləməni, həm də səs -küyü azaldan kaplamalarla təchiz olunmuşdur. Yerə 350-400 km / saat sürətlə yaxınlaşan təyyarə burnunu möhkəm qaldırır. Normal bir müasir təyyarənin qaldırma qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə artıran sözdə lamelləri var. Bu təyyarədə çıtalar yoxdur, ancaq gaga ilə əyilmiş xüsusi bir profil, sürtük olmadan sürəti olduqca təhlükəsiz bir səviyyəyə endirməyə imkan verir.
Aydındır ki, elm adamlarının və dizaynerlərin bütün səylərinin əsas məqsədi heç də potensial sərnişinlərin təsəvvürünü heyran etmək istəyi deyildi. "Təyyarənin bu forması aerodinamikada parlaq bir uğurdur" deyir Valentin Belokon."Forma iki məqsədə xidmət edir: gəzinti, çox qənaətli uçuş və yaxşı təhlükəsiz eniş."
Təyyarənin yaradıcıları özləri vurğulayırlar ki, istehsalçılar yeni dizaynı təsdiq etsələr belə, ən yaxşı halda 2025–2030-cu illərdə SAX-40-a minəcəyik: tamamilə yeni bir təyyarənin buraxılması çox bahalı və olduqca riskli bir zövqdür. Bundan əlavə, bu proses yeni istehsal müəssisələrinin inşasını da tələb edir.
Rusiya Kosmonavtika Akademiyasının akademiki Valentin Belokon, "Yenə də 2025 -ci il mühafizəkar bir təxmindir" deyir. - Əsas məsələlər həll edildikdə, əlbəttə ki, hər şey subsidiyadan asılıdır. Hesab edirəm ki, son tarix 2015 -ci ilə qədər qısaldıla bilər. Əlavə olaraq, SAX-40-ın inkişaf etdiricilərinin hələ də bütün kartları hazırlamadığına şübhəm yoxdur. Şübhəsiz ki, indi ən yüngül, 150 tonluq SAX-40-dan başlayaraq ən azı 1000 tonluq təyyarəyə qədər bir təyyarə sinfi hazırlamışlar və ya fəal şəkildə dizayn edirlər."
