Die Schallmauer, in der Aerodynamik, ist der Punkt, an dem sich ein Flugzeug von transonic bis Überschallgeschwindigkeit bewegt. Der Begriff, der gelegentlich andere Bedeutungen hat, ist in Gebrauch während des Zweiten Weltkriegs eingetreten, als mehrere Flugzeuge angefangen haben, auf die Effekten der Verdichtbarkeit, eine Sammlung von mehreren aerodynamischen Effekten ohne Beziehung zu stoßen, die ihre Flugzeuge wie ein Hindernis zur weiteren Beschleunigung "geschlagen" haben. Vor den 1950er Jahren haben neue Flugzeugsdesigns alltäglich die Schallmauer "gebrochen".

Geschichte

Einige allgemeine Peitschen wie der bullwhip oder sparewhip sind im Stande, sich schneller zu bewegen, als Ton: Der Tipp der Peitsche bricht die Schallmauer und verursacht eine scharfe Spalte — wörtlich ein Schallboom. Schusswaffen seit dem 19. Jahrhundert haben allgemein eine Überschallmaul-Geschwindigkeit gehabt.

Die Schallmauer kann zuerst in der Natur vor ungefähr 150 Millionen Jahren durchgebrochen worden sein. Einige Paläobiologen berichten, dass, gestützt auf Computermodellen ihrer biomechanical Fähigkeiten, bestimmte Dinosaurier mit dem langen Schwanz wie Apatosaurus und Diplodocus die Fähigkeit besessen haben können, ihre Schwänze an Überschallgeschwindigkeiten, vielleicht verwendet zu schnippen, um einen blühenden Einschüchternton zu erzeugen. Diese Entdeckung ist theoretisch und durch andere im Feld umstritten.

Meteorsteine, die in die Atmosphäre der Erde gewöhnlich eingehen, wenn nicht steigen immer schneller hinunter als Ton.

Frühe Probleme

Der Tipp des Propellers auf vielen frühen Flugzeugen kann Überschallgeschwindigkeiten erreichen, ein erkennbares Summen erzeugend, das solches Flugzeug unterscheidet. Das ist auf Stearman besonders bemerkenswert, und auf dem t-6 Texaner bemerkenswert, wenn es in eine scharf brechende Umdrehung eingeht. Das ist unerwünscht, weil die transonic Luftbewegung störende Stoß-Wellen und Turbulenz schafft. Es ist wegen dieser Effekten, die, wie man bekannt, Propeller unter der drastisch verminderten Leistung ertragen, weil sie sich der Geschwindigkeit des Tons nähern. Es ist leicht zu demonstrieren, dass sich die Macht verbessern musste, ist Leistung so groß, dass das Gewicht des erforderlichen Motors schneller wächst als die Macht-Produktion des Propellers. Dieses Problem war eines der Probleme, die zu früher Forschung in Düsenantriebe geführt haben, namentlich durch den Offenherzigen Schnitzen in England und Hans von Ohain in Deutschland, die nach ihrer Forschung spezifisch geführt wurden, um diese Probleme im Hochleistungsflug zu vermeiden.

Propeller-Flugzeuge waren dennoch, fähig, sich der Geschwindigkeit des Tons in einem Tauchen zu nähern. Das hat zu zahlreichen Unfällen für eine Vielfalt von Gründen geführt. Diese haben die schnell zunehmenden Kräfte auf den verschiedenen Kontrolloberflächen eingeschlossen, die zum Flugzeug geführt haben, das schwierig wird, zum Punkt zu kontrollieren, wo viele unter dem angetriebenen Flug ins Terrain gelitten haben, als der Pilot unfähig war, die Kraft auf dem Kontrollstock zu überwinden. Die Mitsubishi Null war für dieses Problem und mehrere Versuche berüchtigt zu befestigen es hat nur das Problem schlechter gemacht. Im Fall vom Superseehitzkopf haben die Flügel unter der niedrigen torsional Steifkeit gelitten, und als Querruder bewegt wurden, hat der Flügel dazu geneigt, solch zu beugen, dass sie dem Kontrolleingang entgegengewirkt haben, zu einer als Kontrollumkehrung bekannten Bedingung führend. Das wurde in späteren Modellen mit Änderungen zum Flügel gelöst. Der P-38 Blitz hat unter einer besonders gefährlichen Wechselwirkung des Luftstroms zwischen den Flügeln und Schwanz-Oberflächen im Tauchen gelitten, das es schwierig gemacht hat, ein Problem "auszusteigen", das später mit der Hinzufügung eines "Tauchen-Schlages" gelöst wurde, die den Luftstrom unter diesen Verhältnissen umwerfen. Flattern wegen der Bildung von Stoß-Wellen auf gekrümmten Oberflächen war ein anderes Hauptproblem, das am berühmtesten zum Bruch der Schwalbe von de Havilland und Tod seines Piloten, Geoffrey de Havillands des Jüngeren geführt hat.

Alle diese Effekten, obwohl ohne Beziehung, auf die meisten Weisen, haben zum Konzept einer "Barriere" geführt, die es schwierig für ein Flugzeug macht, die Geschwindigkeit des Tons zu brechen.

Frühe Ansprüche

Es, gibt jedoch, mehrere Ansprüche, dass die Schallmauer während des Zweiten Weltkriegs gebrochen wurde. Hans Guido Mutke hat behauptet, die Schallmauer am 9. April 1945 in einem Messerschmitt Ich 262 gebrochen zu haben. Mutke hat nicht nur transonic das Herumstoßen gemeldet, aber die Wiederaufnahme der normalen Kontrolle einmal eine bestimmte Geschwindigkeit, wurde dann eine Wiederaufnahme des strengen Herumstoßens einmal Ich 262 verlangsamte wieder überschritten. Er hat auch Motorflamme gemeldet. Jedoch wird dieser Anspruch von verschiedenen Experten weit diskutiert, die Mich 262's glauben, Struktur konnte hohen transonic ganz zu schweigen vom Überschallflug nicht unterstützen. Der Mangel am Gebiet hat über Rumpf geherrscht, und 10 Prozente dicke Flügel haben anderes Flugzeug nicht davon abgehalten, Mach 1 im Tauchen zu überschreiten. Die Glocke von Chuck Yeager x-1, der nordamerikanische F-86 Säbel (mit Mir 262 Profil) und das Convair Seewurfpfeil-Wasserflugzeug hat Mach 1 ohne Bereichsregel-Rümpfe überschritten. Rechenbetonte Tests, die von Professor Otto Wagner aus München ausgeführt sind, Technische Universität 1999 schlägt Mich 262 vor, waren zum Überschallflug während des steilen Tauchens fähig. Als man sich vom Tauchen und der Wiederaufnahme des strengen Herumstoßens sobald erholt hat, wurde Unterschallflug fortgesetzt würde sehr wahrscheinlich das Handwerk letzt beschädigen.

Auf der Seite 13 "Ich das Handbuch von 262 a-1 Piloten, das" durch Hauptquartier-Luftausrüstungsbefehl, Feld von Wright, Dayton, Ohio als Bericht Nr. F SU 1111 ND am 10. Januar 1946 ausgegeben ist:

Die Anmerkungen über die Wiederherstellung der Flugkontrolle und Beendigung des Herumstoßens über dem Mach 1 sind in einem 1946-Dokument sehr bedeutend.

In seinem, schreibst Mich 163 ehemaliger Messerschmitt Ich ein, behauptet 163 "Komet" Pilot Mano Ziegler, dass sein Freund, Testpilot Heini Dittmar, die Schallmauer gebrochen hat, wenn steiles Tauchen das Raketenflugzeug, und dass mehrere Menschen auf dem Boden die Schallbooms gehört haben. Heini Dittmar war an 1,004.5 kph (623.8 Meilen pro Stunde) im Horizontalflug am 2. Oktober 1941 im Prototyp Ich 163 V4 genau und offiziell registriert worden. Er hat diese Geschwindigkeit an weniger erreicht als volle Kehle, weil er durch das Transonic-Herumstoßen betroffen wurde. Der Walter des Handwerks RII-203 Kälte-Raketentriebwerk hat 7.34 kN (750 kgp / 1,650 lbf) Stoß erzeugt. Der Flug wurde nach einem Fall-Start von einem Transportunternehmen-Flugzeug gemacht, Brennstoff, eine Aufzeichnung zu erhalten, die heimlich bis zum Ende des Krieges behalten wurde. Die potenzielle Leistung des Handwerks in einem angetriebenen Tauchen ist unbekannt, aber Ich 163B Testversion des Reihe-Raketenflugzeugs hatte einen noch stärkeren Motor (HWK 109-509 a-2) und ein größeres Flügel-Kehren als Ich 163A. Ziegler behauptet, dass am 6. Juli 1944 Heini Dittmar, prüfen Ich 163 B V18 VA + SP fliegend, gemessen wurde, mit einer Geschwindigkeit 1,130 kph reisend.

Ähnliche Ansprüche auf den Hitzkopf und das andere Propeller-Flugzeug sind mehr Verdächtiger. Es ist jetzt bekannt, dass traditionelle Eigengeschwindigkeitsmaße mit einer pitot Tube ungenau hohe Lesungen im transonic Regime, anscheinend erwartet geben, Wellen zu erschüttern, die mit der Tube oder der statischen Quelle aufeinander wirken. Das hat zu Problemen dann bekannt als "Mach-Sprung geführt

Versuche, die Schallmauer zu brechen

Der erste angetriebene Flug schneller als Ton kann die sowjetischen Staustrahltriebwerk-Experimente von Yuri Pobedonostsev 1933 gewesen sein. Phosphor-angetriebene Staustrahltriebwerke haben Geschwindigkeiten von 600-680 Metern/Sekunde (Mach 2) erreicht.

Ein anderes frühes Fahrzeug, um die Schallmauer zu brechen, war wahrscheinlich der erste erfolgreiche Teststart der deutschen v-2 ballistischen Rakete am 3. Oktober 1942 an Peenemünde in Deutschland. Vor dem September 1944 hat der V-2s alltäglich Mach 4 (1,200 m/s) während des Endabstiegs erreicht.

1942 hat Vereinigten Königreichs Ministerium der Luftfahrt ein heimliches Spitzenprojekt mit dem Meile-Flugzeug begonnen, um das erste Flugzeug in der Welt zu entwickeln, das dazu fähig ist, die Schallmauer zu brechen. Das Projekt ist auf die Entwicklung der Prototyp-Meilen M 52 Strahlflugzeug hinausgelaufen, das entworfen wurde, um 1,000 Meilen pro Stunde zu erreichen (417 m/s; 1,600 kph) an 36,000 ft (11 km) in 1 Minute 30 sec.

Das Design des Flugzeuges hat viele Neuerungen eingeführt, die noch auf dem heutigen Überschall-Luftfahrzeug verwendet werden. Die einzelne wichtigste Entwicklung war das Vollbewegen tailplane, Extrakontrolle gebend, um der Mach-Falte entgegenzuwirken, die Kontrolle erlaubt hat, zu und außer Überschallgeschwindigkeiten aufrechterhalten zu werden. Das war Windkanal, der am Mach 0.86 1944 im Vereinigten Königreich geprüft ist. Im unmittelbaren Nachkriegszeitalter haben neue Daten von gewonnenen deutschen Aufzeichnungen darauf hingewiesen, dass Hauptersparnisse in der Schinderei durch eine Vielfalt der Mittel wie gekehrte Flügel gehabt werden konnten, und sich Direktor der Wissenschaftlichen Forschung, Herr Ben Lockspeiser, dafür entschieden hat, das Projekt im Licht dieser neuen Information zu annullieren. Das spätere Experimentieren mit den Meilen M 52 Design hat bewiesen, dass das Flugzeug tatsächlich die Schallmauer, mit einer ungeführten 3/10-Skala-Replik der M 52 das Erzielen des Machs 1.5 im Oktober 1948 gebrochen hätte. Bis dahin war die Schallmauer von den Amerikanern, und auch vom britischen De Havilland DH 108 gebrochen worden.

Offiziell gebrochene Schallmauer

Amerikanische Anstrengungen sind schnell fortgeschritten, kurz nachdem Großbritannien seine ganze Forschung und Designs zur amerikanischen Regierung auf der Versprechung bekannt gegeben hatte, dass amerikanische Information der andere Weg - eine Versprechung geteilt würde, dass die Amerikaner nicht behalten haben. Sie haben die Information verwertet, um Arbeit an der Glocke XS-1 zu beginnen. Die Endversion der Glocke XS-1 hat viele Designähnlichkeiten zu den ursprünglichen Meilen M 52 Version. Auch den vollbewegenden Schwanz zeigend, war der XS-1 später als der x-1 bekannt. Es war im x-1, dass Chuck Yeager zugeschrieben wurde, der erste Mann zu sein, um die Schallmauer im Horizontalflug am 14. Oktober 1947 zu brechen, an einer Höhe von 45,000 ft (13.7 km) fliegend. George Welch hat einen plausiblen, aber offiziell unnachgeprüften Anspruch erhoben, die Schallmauer am 1. Oktober 1947 gebrochen zu haben, während er ein XP-86 Säbel geflogen ist. Er hat auch behauptet, seinen Überschallflug am 14. Oktober 1947 30 Minuten wiederholt zu haben, bevor Yeager die Schallmauer in der Glocke x-1 gebrochen hat. Obwohl Beweise von Zeugen und Instrumenten stark andeuten, dass Welch Überschallgeschwindigkeit erreicht hat, wurden die Flüge nicht richtig kontrolliert und werden nicht offiziell anerkannt. Der XP-86 hat offiziell Überschallgeschwindigkeit am 26. April 1948 erreicht.

Am 14. Oktober 1947 gerade weniger als einen Monat, nachdem die USA-Luftwaffe als ein getrennter Dienst geschaffen worden war, haben die Tests im ersten besetzten Überschallflug kulminiert, der von Luftwaffenkapitän Charles "Chuck" Yeager im Flugzeug #46-062 geführt ist, der er Bezaubernden Glennis getauft hatte. Das mit Raketenantrieb Flugzeug wurde von der Bombe-Bucht eines besonders modifizierten B-29 gestartet und ist zu einer Landung auf einer Startbahn geglitten. XS-1 Flugnummer 50 ist die erste, wo der x-1 Überschallflug, am Mach 1.06 (361 m/s, 1,299 kph, 807.2 Meilen pro Stunde) Maximalgeschwindigkeit registriert hat; jedoch haben Yeager und viele anderes Personal glaubt Flug #49 (auch mit Yeager, der führt), der eine Spitze erreicht hat, Geschwindigkeit des Machs 0.997 (339 m/s, 1,221 kph) registriert, kann tatsächlich Mach 1 überschritten haben. (Die Maße waren zu drei bedeutenden Zahlen nicht genau, und kein Schallboom wurde für diesen Flug registriert.)

Infolge des anfänglichen Überschallflugs des X-1 hat die Nationale Luftfahrt-Vereinigung seine 1948-Kohlenarbeiter-Trophäe gewählt, von den drei Hauptteilnehmern im Programm geteilt zu werden. Beachtet am Weißen Haus durch Präsidenten Harry S. Truman waren Larry Bell für Bell Aircraft, Kapitän Yeager, für die Flüge und John Stack für die NACA Beiträge zu führen.

Jackie Cochran war die erste Frau, um die Schallmauer am 18. Mai 1953 in einem Canadair Säbel mit Yeager als ihr wingman zu brechen.

Die Schallmauer verwelkt

Da die Wissenschaft des Hochleistungsflugs weiter verstanden geworden ist, haben mehrere Änderungen zum schließlichen Verschwinden der "Schallmauer" geführt. Unter diesen waren die Einführung von gekehrten Flügeln, der Bereichsregel und den Motoren der ständig steigenden Leistung. Vor den 1950er Jahren konnten viele Kampfflugzeuge die Schallmauer im Horizontalflug alltäglich brechen, obwohl sie häufig unter Kontrollproblemen gelitten haben, als sie so wie Mach-Falte getan haben. Modernes Flugzeug kann die "Barriere" ohne es durchqueren sogar bemerkenswert zu sein.

Bis zum Ende der 1950er Jahre wurde das Problem so gut verstanden, dass viele Gesellschaften angefangen haben, in die Entwicklung von Überschallverkehrsflugzeugen oder SSTs zu investieren, dass glaubend, der folgende "natürliche" Schritt in der Verkehrsflugzeugevolution zu sein. Geschichte hat das bewiesen, um, mindestens noch, aber Concorde und der Tupolev Tu-144 beider eingegangener Dienst in den 1970er Jahren trotzdem nicht der Fall zu sein.

Obwohl Concorde und der Tu-144 das erste Flugzeug waren, um kommerzielle Passagiere mit Überschallgeschwindigkeiten zu tragen, waren sie nicht die ersten oder nur kommerziellen Verkehrsflugzeuge, um die Schallmauer zu brechen. Am 21. August 1961 hat ein Douglas DC 8 die Schallmauer am Mach 1.012 oder 1,240 kph (776.2 Meilen pro Stunde) während in einem kontrollierten Tauchen durch 41,088 Fuß (12,510 m) gebrochen. Der Zweck des Flugs war, Daten auf einem neuen Spitzendesign für den Flügel zu sammeln. Chinesische Luftfahrtgesellschaften 747 können die Schallmauer in einem ungeplanten Abstieg von 41,000 ft (12,500 m) zu 9,500 ft (2,900 m) nach einem Flugumkippen am 19. Februar 1985 gebrochen haben. Es hat auch über 5g gereicht.

Das Brechen der Schallmauer in einem Landfahrzeug

Am 12. Januar 1948 ist Northrops entmannter Rakete-Schlitten das erste Landfahrzeug geworden, um die Schallmauer zu brechen. An einer militärischen Testmöglichkeit am Muroc Luftwaffenstützpunkt (jetzt Edwards AFB), Kalifornien, hat es eine Maximalgeschwindigkeit von 1,019 Meilen pro Stunde (1,640 kph) vor dem Springen der Schienen erreicht.

Am 15. Oktober 1997, in einem Fahrzeug hat entworfen und hat durch eine Mannschaft gebaut, die von Richard Noble, dem britischen Fahrer geführt ist (und der Königliche Luftwaffenpilot) Andy Green ist die erste Person geworden, um die Schallmauer in einem Landfahrzeug in Übereinstimmung mit Regeln von Fédération Internationale de l'Automobile zu brechen. Das Fahrzeug, genannt ThrustSSC ("Super Schallauto"), hat die Aufzeichnung genau 50 Jahre und einen Tag nach dem Flug von Yeager gewonnen.

ZeichenZitateBibliografie

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Links

• Flüssige Mechanik, eine Sammlung von Tutorenkursen durch Dr Mark S. Cramer, ph. D
• Die Schallmauer mit einem Flugzeug durch das Kirchenschiff von Carl Rod, ph brechend. D
• ein Video von Concorde, der Mach 1 an der Kreuzung TESGO erreicht, der von unter genommen ist
• Ein interaktives Java applet, die Schallmauer illustrierend.
• F-18 bricht die Schallmauer