Mikä on äänieste?

Ääni kulkee aaltoina väliaineiden, kuten ilman, nesteen ja plasman, läpi. Ilmassa aaltojen kulkunopeus määräytyy ilmakehän olosuhteiden mukaan, joten äänen nopeus voi vaihdella lämpötilan mukaan. Äänieste on konsepti, joka kehitettiin 20 -luvun alussa, kun monet tutkijat uskoivat, että äänen nopeuden lähestymisestä aiheutuva lentokoneiden vastus teki mahdottomaksi saavuttaa tai ylittää äänen nopeuden tuhoutumatta. Päivän loistavien ja usein rohkeiden lentäjien ansiosta kielletyn ääniesteen käsite lopulta hylättiin, ja lentokoneet rikkovat sen nyt rutiininomaisesti saavuttaessaan yliäänenopeuden.

Koska äänen nopeus perustuu väliaineen lämpötilaan, jonka läpi se kulkee, ei ole vakionopeutta, jolla äänieste murtuu. Yleisen käsityksen antamiseksi monet tieteelliset julkaisut luettelevat äänen nopeuden 742 kilometriä tunnissa 1194 mailia tunnissa perustuen 32 celsiusasteen 0 asteen vakiolämpötilaan. Mutta kun lämpötila muuttuu ylöspäin, niin ääni esteen nopeus kasvaa.

Alkuperäinen ongelma, joka johti äänieristeen käsitteeseen, on seurausta potkuritekniikasta. Kun lentokone lähestyy äänen nopeutta, potkurin liike häiritsee ääniaaltoja, aiheuttaen turbulenssia ja heikentäen lentokoneen suorituskykyä. Monille varhaisille ilmailualan innovaattoreille näytti selvältä, että moottori, joka on riittävän tehokas vastustamaan potkurin ongelmia ja antaa edelleen lentokoneen saada nopeutta, olisi liian suuri ja raskas toimimaan.

Seikkailunhaluiset lentäjät eivät kuitenkaan pitäneet ajatuksesta, että oli olemassa äänieste, joka estää vielä suurempia nopeuksia, ja monet yrittivät todistaa, että este voitaisiin rikkoa turvallisesti saavuttamalla äänen nopeus erittäin riskialttiilla sukelluksilla, jotka lisäisivät nopeutta dramaattisesti. Monet varhaiset yritykset päättyivät kuolemaan johtaviin onnettomuuksiin, koska lentokoneiden tekniikka ei kyennyt käsittelemään nopeussukelluksia, ja lentäjät voivat kärsiä sairaudesta jyrkästä sukelluksesta ja menettää koneen hallinnan.

Lentokoneiden suunnittelun edistyminen paransi huomattavasti koneiden hallintaa ja suorituskykyä suurella nopeudella. 1940 -luvulle mennessä insinöörit olivat kehittäneet parannetun hännän, joka sisälsi leveän vaakasuuntaisen evien, jotta nosto ja hallinta olisivat paremmat. Ilmavoimien kapteeni Chuck Yeager suoritti ensimmäisen virallisesti tunnetun ääniesteen murtumisen 14. lokakuuta 1947. Yeager, tunnettu testilentäjä, käytti erittäin kehittyneitä Bell X-1 -lentokoneita saavuttaakseen 807.2 km / h nopeuden ja rikkoakseen vihdoin äänieristyksen. Muut lähteet luottavat toiselle lentäjälle George Welchille, joka rikkoi esteen päivää ennen, mutta koska Yhdysvaltain virkamiehiä ei ollut läsnä, hänen lentonsa on virallisesti diskontattu.

Nykyaikana yliäänenopeus on yleinen kyky monissa lentokonetyypeissä. Esteen rikkominen on lakannut olemasta merkittävä tapahtuma, vaikka kiinnostus heräsi jälleen 1990 -luvun lopulla, kun maa -ajoneuvo rikkoi esteen 50 vuotta Yeagerin lennon jälkeen. Silti esteen rikkomisen käsite oli jonkin aikaa yksi ilmailun tärkeimmistä painopisteistä, mikä johti nykyaikaisiin keksintöihin, kuten suihkumoottoriin. Innovaatioiden ja rohkeuden menestys tieteellisen varmuuden yli osoittautui monille inspiroivaksi ja uudisti ajatuksen siitä, että rohkeat voivat rikkoa minkä tahansa esteen.