Znanost o nadzvoku: kaj je nadzvočni let, zakaj se je Concorde končal in se bo vrnil?

Nadzvočni transport (SST) so bile sanje, ki so postale resničnost in nato spet postale sanje. Konkurenca hladne vojne je pomenila, da so v petdesetih in šestdesetih letih Rusija, ZDA, Velika Britanija in Francija tekmovale za prenos nadzvočne tehnologije v komercialni let. Slednja dva sta sčasoma prišla na vrh, v obliki dolgega kljunastega nosu Concorde. Leti iz Londona v New York so nenadoma trajali manj kot 3,5 ure; prihodnost letalskih potovanj je bila tu.

In potem je izginilo. Od leta 2003 nadzvočnega prevoza ni. Tehnologija je ponovno postala domena vojaških in eksperimentalnih letal. Torej kaj se je zgodilo? Zakaj je bil nadzvočni prevoz nevzdržen in ali bi se lahko vrnil?

Kaj je nadzvočni let?

Nadzvočno letalo je tisto, ki je preprosto povedano sposobno leteti hitreje od hitrosti zvoka - približno 1.235 km / h (767 mph). Daleč najpogosteje se ta tehnologija uporablja v vojski, saj so lovci pogosto zasnovani za delovanje pri nadzvočni hitrosti.

Nadzvočni let je ena od štirih hitrosti letenja, celotni seznam pa je podzvočni, nadzvočni, nadzvočni in hipersonični. Ko govorimo o hitrostih letal v razmerju do hitrosti zvoka, se uporablja sistem Mach. Mach 1 je hitrost zvoka. Nižje od Mach 1 je podzvočno, višje od Mach 1 je nadzvočno.

Ko pridete nad 5 mahov (petkrat hitreje od hitrosti zvoka), dosežete hipersonične hitrosti. Transonic je približno okoli Mach 1 in pri tej hitrosti se lahko letalo znajde v različnih hitrostih zračnega toka.

google docs kako nastaviti robove

(Zgoraj: ruski Tupoljev Tu-144)

Nadzvočni prevoz (SST) za javnost se je osredotočil na dve letali: anglo-francoski Concorde in ruski Tupoljev Tu-144. Oba sta imela prvi let proti koncu šestdesetih let, v komercialna potovanja pa sta bila uvedena proti koncu sedemdesetih let. Po nesrečah med testiranjem je rusko letalo opravilo le 55 potniških letov, preden je bilo prizemljeno. To je Concorde postalo edino letalo SST do upokojitve leta 2003.

Kako deluje nadzvočni let?

Da nadzvočni let deluje, se mora letalo premikati in vzdrževati hitrosti hitreje od Mach 1 (hitrost zvoka).

Oglejte si povezane NASA-je, ki so skupaj z Uberjem lansirale floto letečih električnih taksijev Kaj je turbulenca? Razkritje enega od milijonov vprašanj fizike, ki jih je izdala fizika, je NASA objavila zakladnico eksperimentalnih video posnetkov iz leta 1940

Zasnova nadzvočnega letala je, kot bi pričakovali, precej zapletena. Na splošno mora letalo obravnavati ogromne aerodinamične upore, zato potrebuje poenostavljeno obliko; način spopadanja z velikimi količinami toplote, ki jih povzroča trenje; in močan motor, ki zagotavlja veliko potiska.

kako zaobiti filter Roblox 2017

Na primer, Concorde je uspel upravljati križarjenje s hitrostjo nekaj več kot 2 maha. Uporabil je turboreaktivni motor Olympus 593, skupaj z dodatnimi gorilniki, za vbrizgavanje dodatnega goriva v reaktivno cev in povečanje potiska med vzletom. Za vzdrževanje toplote, ki jo povzroča trenje, je bila uporabljena aluminijeva zlitina, ki je stvari držala skupaj na približno 127 ° C.

(Zgoraj: Concorde s povešenim nosom)

PREBERITE NAPREJ: Kaj je turbulenca? Razplet enega milijonskih vprašanj fizike

Kar zadeva obliko, je ikonična zasnova Concorde obsegala dolgo in tanko telo ter povešen nos, ki ga je bilo mogoče spustiti za vzlet in pristanek - kar je zahtevalo visok napadni kot, kar pomeni strm dvig ali dotik - in dvig, da bi se povečalo racionalizacija med nadzvočnim letom. Krila so bila delta ogivalne (trikotne in ukrivljene) oblike - prilagojena pretoku zraka pri visokih hitrostih.

Zakaj se je nadzvočno potovanje končalo?

Do začetka 21. stoletja je kot komercialno nadzvočno letalo ostal le Concorde. To bi se kmalu končalo - z zadnjim letom letala leta 2003.

Zakaj je SST prodrl ven? Julija 2000 je letalo Concorde strmoglavilo kmalu po vzletu iz Pariz-Charles de Gaulle, pri čemer je umrlo vseh 109 ljudi na letu in štiri ljudi na tleh. Čeprav je bila to edina usodna nesreča, ki se je zgodila Concordeju, je to pomenilo, da je bila linija prizemljena do novembra 2001. Takrat je industrija po napadih 11. septembra finančno propadla.

Tudi brez teh dogodkov se je SST soočil z veliko izzivi. Sama skala zvočnega razcveta, ko je letalo prebila Mach 1, je bila dovolj, da je ljudem razbila okna na tleh. To je pomenilo, da je bil nadzvočni let izvedljiv le nad oceani, kar je omejilo povpraševanje po tej storitvi. Obstajali so tudi resni okoljski pomisleki, osredotočeni na škodo, ki bi jo flota SST, ki potuje na zelo visoki nadmorski višini, lahko povzročila ozonski plasti. Nizka učinkovitost porabe goriva je omejila tudi področje potovanja, kar pomeni, da bi ga bilo res mogoče uporabiti le za čezatlantska potovanja.

Obstaja tudi dejstvo, da je bil prevoz na Concordeu izredno drag, saj so bile povratne vozovnice okoli 12.000 USD (9.000 GBP).

Vse to seštejte, Concorde pa ni imel ekonomskega smisla. Tragična nesreča leta 2000 bi lahko povzročila spiralo letala navzdol, toda končni razlog, da je SST razpadel, je bil ta, da ni zaslužil dovolj denarja za kritje visokih stroškov.

Čeprav obstajajo predlogi, da bi podjetja, kot je Boom Supersonic, lahko signalizirala vrnitev v SST, se bodo morala ta podjetja spoprijeti z enakimi vprašanji, ki so mučila Concorde v zadnjih letih - kako prilagoditi nadzvočno potovanje, da ostane v zraku?

Nadzvočni leti, hitrejši kot Concorde, bi se lahko začeli prej, kot si mislite

Komercialni nadzvočni let je bil utemeljen, odkar je Concorde končno potoval, vendar nova poročila kažejo, da se superhitra letalska pot lahko vrne.

kako priti do ukaza v operacijskem sistemu Windows 10

Po navedbah Tržni mogotec , in ga prvotno prevzel Business Insider , letalsko podjetje Boom Supersonic je prejelo 76 prednaročil za prihajajoči Boom XB-1. Nadzvočno letalo naj bi doseglo hitrost 2.715 km / h (1.687 mph) - bistveno hitreje kot 2.179 km / h Concorde - 1.354 mph / - in bi lahko v treh urah in 15 minutah prepeljalo 55 potnikov med Londonom in New Yorkom.

(Zgoraj: XB-1 podjetja Boom Supersonic)

Ustvarjalci XB-1 postavljajo kot hitrejšega, manjšega in tišjega od Concordea, ki očitno ni zasnovan tako, da bi ustvaril njegov glasni zvočni bum, ki je motil ljudi na poti leta. Tudi Boom Supersonic bo moral dokazati, da je novo letalo varnejše - julija 2000 je Air France Concorde po strmoglavljenju ubil 113 ljudi, kar je povzročilo propad in morebitno propad Concorde.

Družba Boom Supersonic je sporočila, da želi do konca leta 2018 preizkusiti manjšo različico XB-1, polno letalo pa bo obratovalo do leta 2025. Velika ovira za vse to je dejstvo, da je nadzvočni zračni promet trenutno nezakonit. ZDA, zaradi česar je bilo potovanje iz Londona v New York veliko težje izpeljati.

Če bi ta zakon razveljavili, bi to lahko pomenilo vrnitev v komercialni nadzvočni let. Tukaj je razlaga, kaj je nadzvočno potovanje in zakaj se je končalo leta 2003.