|
Analógia a repülésben |
|
Ebben a részben tegyünk egy kis gyakorlati kitérőt, és gondolkodjunk el a szuperszonikus repülőinknél fellépő furcsa és rendhagyó jelenségekről! A második világháború légi csatái során kiderült, hogy a gyorsaság és a fordulékonyság egyre fontosabb követelmény, és már akkor megindult a sugárhajtású repülőgépek gyorsított ütemű fejlesztése. Először a propelleres gépek motorteljesítményét igyekeztek fejleszteni, de egy küszöbértéket elérve a fordulat növelése a propellerek végeinek a leszakadásához, vagy a szárnyvégek sorozatos letöredezéséhez vezetett. Számold ki, hogy egy egy méter sugarú propeller vége, mikor, milyen propellerfordulatnál lépi át a kritikus hangsebességet! Írd meg az eredményt erre a címre: univ-universitas@freemail.hu |
|
A fejlesztők az addig felállított aviatikai elvek és képletek alapján igyekeztek kivitelezni a terveiket, de ezek ezen a küszöbön túl mindig megbotlottak. Ennek fő oka a hangsebesség átlépése volt. Elsőnek a túlpörgetett propellerek végei lépték át ezt a küszöbértéket, és az a rész, amelynek a kerületi sebessége meghaladta a kb. 330 m/sec sebességet, az megmagyarázhatatlan vadrezgésekbe kezdett (kettészakadt, mert két helyen kezdett létezni), és letörve lerepült a propeller végéről. Ha elég gyorsan leszakadt minden ág vége, akkor az excentricitás talán még nem törte el a főtengelyt, vagy annak csapágyait, és elegendő volt a műszaki állapot egy gyors kényszerleszálláshoz. Tehát az egyre növekvő propeller teljesítmény (vagy megnövelt propeller átmérő) nem volt járható út. A turbinák hosszúra nyújtott és kis átmérőjű kidolgozása szerencsésebb megoldásnak bizonyult, mert itt sokkal magasabb fordulatszám volt megengedhető anélkül a veszély nélkül, hogy a turbinalapátok vége átlépte volna a hangsebességet. Kisebb átmérőnél kisebb a kerületi sebesség. |
|
Miért olyan fontos, hogy az idő
relativitás-elméletének taglalása közben aerodinamikai és aviatikai kérdésekkel
foglalkozzunk? 1.
|
|
A baloldali (1.) IL-18 -as típusú gép még magán hordozza a merev keresztalakzatú szárnyakhoz ragaszkodó hagyományokat, ahol a gép szárnya még közel merőleges a gép törzsére, bár hajtóművei már turbó meghajtású légcsavarok voltak, és szárnyait hátrább helyezték. Ez egy eléggé jó lassúrepülési tulajdonságot kölcsönöz a gépeknek, de egyúttal korlátozza a maximális sebességét is (675 km/h ~ 1/2M). Szárnyvégei úgy másfélszeres hangsebesség környékén törtek volna le. Mondjuk zuhanás közben. A jobboldali (2.) DC-8 -as típusú gép már hátranyilazott szárnyú, de még mindig őrzi a régi, szárnyról alkotott aviatikai hagyományokat. Úgy 2M-nél jutott volna bajba, és látható az is, hogy a két szélső hajtóműve belelóg a veszélyes hangzónába, és valószínűleg sokban hozzájárulna a gép ilyen sebességen való széteséséhez. Ezt én ismét zuhanó repülés esetére értem. Engedélyezett határsebessége 966 km/h. (3/4M) A transzkontinentális közlekedésnél még gyorsabb gépekre merült fel az igény, és merész tervezők tovább is léptek. Először a vadászrepülőknél, majd az utas szállításban is átlépték a bűvös hatást, a hangsebességet. |
Ennek a gépnek már egészen hátra kerültek a szárnyai, és ezért egészen háromszoros hangsebességig nem kerülnek bele az orrcsúcsnál fakadó hanghullámok hátrafelé terjedő terébe. A hullámkúp negatív hangtartományt jelent, és emellett az sem mindegy, hogy ezen belül hová, melyik tartományba esik a gép egy-egy része. Egy álló hangforrás hangja minden irányban egyenletesen terjed, de egy mozgóé elkezd torzulni. A fizikában ezt kékeltolódásnak nevezzük. Itt azonban felmerül egy kis probléma. Álló forráspontokkal dolgozunk, és nem pedig mozgókkal, és ettől elfeledkezünk arról a kontrakcióról (rövidülésről) ami az igen nagy sebességek esetére jól definiált, de kisebb sebességek tartományaiban senki sem gondol ezekre. A mi időtopográfiai ábráink is gömbökkel lettek lerajzolva, de a gömbök helyett a valóságban inkább ellipszoidokkal (lapított gömbökkel) kell számolnunk. Erre egy érdekes gyakorlati bizonyítékot is találtam. Ezen a képen egy kétszeres hangsebességgel száguldó vadászgép látszik, és a negatív hangtartomány ezen a felvételen kivillantja a foga fehérjét. Tényleg ellipszoid alakú ködgombóc van rajta, ami nem valami felhőcske amibe a gép éppen belerohant, hanem ilyen folyamatosan keletkezik a szuperszonikus repülőgépek körül. Hátul lyukas, vagyis ott pozitív hangzóna van. |
|
Jól látszik a felvételen egy másik (éppen növekedésnek indult) gombóc is a pilótafülke felett. No és amennyiben a gép még nyúlánkabb lenne, akkor megjelenne egy harmadik, sokkal nagyobb ködgomolyag is a képen. Ha meghúznánk azt az érintővonalat, amilyet az első három képen rajzoltam, akkor arról leolvasható lenne a gép pillanatnyi sebessége. Kaptunk egy figyelmeztetést. A gömbök lapultak, amely lapultság a sebesség függvénye. Itt jól látható a hang-kontrakció. Az idő terjedő esszenciái is nagyon hasonlatos viselkedést mutatnak, így ezek az egyszerű gondolatok segítenek a bonyolultabb, és egyelőre még műszereink számára elérhetetlen jelenségek pontosabb megértéséhez is. Az érdekes az, hogy ezekre a konzekvenciákra a vallási és díszítő formák tárgyalásánál még sokszor vissza fogunk térni. Ez a tudás ott nyer igazán értelmet, és nem a rombolásnál. De ez a tudás is ugyanabból ered, amit a kilencedik részben bemutattunk. |
|
Ez a dárda pontosan ezért kell ennek a vadászrepülőnek az orrára. Legalább húsz százalékot emel a felső sebességhatáron a szárnyvégek és a ráaggatott fegyverzet kockáztatása nélkül. A repülés már százéves csoda. Itt az ideje, hogy a propellerek, szárnyak, turbinák és rakétahajtóművek világát a felhajtóerő ismert módszereit is sokkal korszerűbbekkel váltsuk le. Mert már ötven éve léteznek ezek a sokkal korszerűbb megoldások. Sorban meg fogjuk ezeket is vizsgálni. |
|
Előző rész
|
|
E-mail
|
ÍGE-IDŐ 10.
2. 
Concorde. A hangsebesség
feletti repülési sebességű utasszállító hangkúp határa.
