Çfarë mendojmë kur dëgjojmë shprehjen "barrierë zëri"? Një kufi dhe pengesë e caktuar, tejkalimi i të cilave mund të ndikojë seriozisht në dëgjim dhe mirëqenie. Zakonisht, barriera e zërit lidhet me pushtimin e hapësirës ajrore dhe profesionin e një piloti.
Tëkalimi i kësaj pengese mund të provokojë zhvillimin e sëmundjeve kronike, sindromave të dhimbjes dhe reaksioneve alergjike. A janë këto perceptime të sakta apo janë stereotipe? A kanë një bazë faktike? Çfarë është një pengesë zëri? Si dhe pse ndodh? Të gjitha këto dhe disa nuanca shtesë, si dhe fakte historike që lidhen me këtë koncept, do të përpiqemi t'i zbulojmë në këtë artikull.
Kjo shkencë misterioze është aerodinamika
Në shkencën e aerodinamikës, e krijuar për të shpjeguar fenomenet që shoqërojnë lëvizjen e një avioni, ekziston koncepti i "barrierës së zërit". Ky është një rreshtdukuri që ndodhin gjatë lëvizjes së avionëve supersonikë ose raketave që lëvizin me shpejtësi afër shpejtësisë së zërit ose më të madhe.
Çfarë është një valë goditëse?
Gjatë rrjedhës supersonike rreth aparatit, një valë goditëse lind në tunelin e erës. Gjurmët e tij mund të shihen edhe me sy të lirë. Në tokë ato janë të shënuara me një vijë të verdhë. Jashtë konit të valës goditëse, përballë vijës së verdhë, në tokë, avioni as që dëgjohet. Me një shpejtësi që tejkalon zërin, trupat i nënshtrohen një rrjedhjeje rreth rrymës së zërit, e cila sjell një valë goditëse. Mund të ketë më shumë se një, në varësi të formës së trupit.
Transformimi i valës goditëse
Pjesa e përparme e valës goditëse, e cila nganjëherë quhet valë goditëse, ka një trashësi mjaft të vogël, e cila megjithatë bën të mundur gjurmimin e ndryshimeve të papritura në vetitë e rrjedhës, një ulje të shpejtësisë së saj në raport me trupi dhe një rritje përkatëse në presionin dhe temperaturën e gazit në rrjedhë. Në këtë rast, energjia kinetike shndërrohet pjesërisht në energjinë e brendshme të gazit. Numri i këtyre ndryshimeve varet drejtpërdrejt nga shpejtësia e rrjedhës supersonike. Ndërsa vala goditëse largohet nga aparati, rënia e presionit zvogëlohet dhe vala goditëse shndërrohet në zë. Ajo mund të arrijë një vëzhgues të jashtëm i cili do të dëgjojë një tingull karakteristik që i ngjan një shpërthimi. Ekziston një mendim se kjo tregon se pajisja ka arritur shpejtësinë e zërit, kur barriera e zërit lihet pas nga avioni.
Çfarë po ndodh në të vërtetë?
I ashtuquajturi momenttejkalimi i pengesës së zërit në praktikë është kalimi i një valë shoku me një gjëmim në rritje të motorëve të avionëve. Tani njësia është përpara tingullit shoqërues, kështu që zhurma e motorit do të dëgjohet pas saj. Afrimi i shpejtësisë së avionit me shpejtësinë e zërit u bë i mundur gjatë Luftës së Dytë Botërore, por në të njëjtën kohë, pilotët vunë re sinjale alarmi në funksionimin e avionëve.
Pas përfundimit të luftës, shumë projektues dhe pilotë avionësh u përpoqën të arrinin shpejtësinë e zërit dhe të thyenin barrierën e zërit, por shumë nga këto përpjekje përfunduan në mënyrë tragjike. Shkencëtarët pesimistë argumentuan se ky kufi nuk mund të tejkalohej. Në asnjë mënyrë eksperimentale, por shkencore, ishte e mundur të shpjegohej natyra e konceptit të "barrierës së zërit" dhe të gjendeshin mënyra për ta kapërcyer atë.
Rekomandime të nxjerra për fluturim të sigurt
Fluturime të sigurta me shpejtësi transonike dhe supersonike janë të mundshme nëse shmanget një krizë valore, shfaqja e së cilës varet nga parametrat aerodinamikë të avionit dhe lartësia e fluturimit. Kalimet nga një nivel shpejtësie në tjetrin duhet të kryhen sa më shpejt që të jetë e mundur duke përdorur pas djegësin, i cili do të ndihmojë në shmangien e një fluturimi të gjatë në zonën e krizës së valëve. Kriza e valës si koncept erdhi nga transporti ujor. Ajo u ngrit në kohën e lëvizjes së anijeve me një shpejtësi afër shpejtësisë së valëve në sipërfaqen e ujit. Hyrja në një krizë valore sjell vështirësinë e rritjes së shpejtësisë dhe nëse është sa më e thjeshtë për të kapërcyer krizën e valës, atëherë mund të arrinimënyra e rrafshimit ose e rrëshqitjes në sipërfaqen e ujit.
Histori në kontrollin e avionëve
Personi i parë që arriti shpejtësinë supersonike të fluturimit në një avion eksperimental është piloti amerikan Chuck Yeager. Arritja e tij shënohet në histori më 14 tetor 1947. Në territorin e BRSS, pengesa e zërit u kapërcye më 26 dhjetor 1948 nga Sokolovsky dhe Fedorov, të cilët fluturuan me një luftëtar me përvojë.
Nga avionët civilë, linja e pasagjerëve Douglas DC-8 ishte e para që theu barrierën e zërit, e cila më 21 gusht 1961 arriti një shpejtësi prej 1.012 Mach, ose 1262 km/h. Misioni ishte mbledhja e të dhënave për projektimin e krahëve. Midis avionëve, rekordi botëror u vendos nga një raketë aerobalistike hipersonike ajër-tokë, e cila është në shërbim të ushtrisë ruse. Në një lartësi prej 31.2 kilometra, raketa arriti një shpejtësi prej 6389 km/h.
50 vjet pasi theu pengesën e zërit në ajër, anglezi Andy Green bëri një arritje të ngjashme në një makinë. Në rënie të lirë, amerikani Joe Kittinger u përpoq të thyente rekordin, i cili pushtoi një lartësi prej 31.5 kilometrash. Sot, më 14 tetor 2012, Felix Baumgartner vendosi një rekord botëror, pa ndihmën e një automjeti, në një rënie të lirë nga një lartësi prej 39 kilometrash, duke thyer pengesën e zërit. Në të njëjtën kohë, shpejtësia e tij arriti në 1342,8 kilometra në orë.
Thyerja më e pazakontë e barrierës së zërit
E çuditshme për të menduar, por shpikja e parë në botë,tejkalimi i këtij kufiri, ishte kamxhiku i zakonshëm, i cili u shpik nga kinezët e lashtë gati 7 mijë vjet më parë. Pothuajse deri në shpikjen e fotografisë së menjëhershme në 1927, askush nuk dyshoi se kërcitja e një kamxhiku ishte një bum zëri në miniaturë. Një lëkundje e mprehtë formon një lak dhe shpejtësia rritet ndjeshëm, gjë që konfirmon klikimin. Barriera e zërit kapërcehet me një shpejtësi prej rreth 1200 km/h.
Misteri i qytetit më të zhurmshëm
Nuk është çudi që banorët e qyteteve të vogla tronditen kur shohin kryeqytetin për herë të parë. Bollëku i transportit, qindra restorante dhe qendra argëtimi ngatërrojnë dhe shqetësojnë. Fillimi i pranverës në kryeqytet zakonisht datohet në prill, jo në mars të stuhive rebele. Në prill, qielli është i kthjellët, përrenjtë rrjedhin dhe sythat hapen. Njerëzit, të lodhur nga dimri i gjatë, hapin dritaret drejt diellit dhe zhurma e rrugëve shpërthen në shtëpi. Zogjtë cicërijnë shurdhues në rrugë, artistët këndojnë, studentët e gëzuar recitojnë poezi, pa përmendur zhurmën në bllokimin e trafikut dhe metronë. Punonjësit e departamenteve të higjienës vërejnë se është e pashëndetshme të qëndrosh në një qytet të zhurmshëm për një kohë të gjatë. Sfondi zanor i kryeqytetit përbëhet nga transporti, ajri, zhurmat industriale dhe shtëpiake. Më e dëmshme është vetëm zhurma e makinave, pasi aeroplanët fluturojnë mjaft lart dhe zhurma nga ndërmarrjet shpërndahet në ndërtesat e tyre. Zhurma e vazhdueshme e makinave në autostrada veçanërisht të ngarkuara i tejkalon të gjitha normat e lejuara dy herë. Si kapërcehet barriera e zërit në kryeqytet? Moska është e rrezikshme për shkak të bollëkut të tingujve, ndaj banorët e kryeqytetit po instalojnë dritare me xham të dyfishtë për të mbytur zhurmën.
Si shkelet barriera e zërit?
Deri në vitin 1947, nuk kishte të dhëna aktuale për mirëqenien e një personi në kabinën e një avioni që fluturon më shpejt se zëri. Siç doli, thyerja e pengesës së zërit kërkon forcë dhe guxim të caktuar. Gjatë fluturimit bëhet e qartë se nuk ka garanci për të mbijetuar. Edhe një pilot profesionist nuk mund të thotë me siguri nëse dizajni i avionit do t'i rezistojë sulmit të elementëve. Në pak minuta, avioni thjesht mund të shpërbëhet. Çfarë e shpjegon këtë? Duhet të theksohet se lëvizja me shpejtësi nënsonike krijon valë akustike që shpërndahen si rrathë nga një gur i rënë. Shpejtësia supersonike ngacmon valët goditëse dhe një person që qëndron në tokë dëgjon një tingull të ngjashëm me një shpërthim. Pa kompjuterë të fuqishëm, ishte e vështirë të zgjidheshin ekuacione diferenciale komplekse dhe duhej të mbështeteshim në modelet e fryrjes në tunelet e erës. Ndonjëherë, me përshpejtim të pamjaftueshëm të avionit, vala e goditjes arrin një forcë të tillë që dritaret fluturojnë jashtë shtëpive mbi të cilat fluturon avioni. Jo të gjithë do të jenë në gjendje të kapërcejnë pengesën e zërit, sepse në këtë moment e gjithë struktura po dridhet, fiksimet e aparatit mund të marrin dëme të konsiderueshme. Prandaj, shëndeti i mirë dhe stabiliteti emocional janë kaq të rëndësishëm për pilotët. Nëse fluturimi është i qetë dhe pengesa e zërit kapërcehet sa më shpejt që të jetë e mundur, atëherë as piloti dhe as pasagjerët e mundshëm nuk do të ndjejnë ndjesi veçanërisht të pakëndshme. Sidomos për pushtimin e barrierës së zërit, në janar 1946 u ndërtua një avion kërkimor. Krijimi i makinës ishtee nisur me urdhër të Ministrisë së Mbrojtjes, por në vend të armëve mbushej me pajisje shkencore që monitoronin funksionimin e mekanizmave dhe aparaturave. Ky avion ishte si një raketë moderne lundrimi me një motor rakete të integruar. Avioni theu barrierën e zërit me një shpejtësi maksimale prej 2736 km/h.
Monumente verbale dhe materiale për pushtimin e shpejtësisë së zërit
Arritjet në thyerjen e barrierës së zërit vlerësohen shumë sot. Pra, avioni në të cilin Chuck Yeager e kapërceu për herë të parë tani është i ekspozuar në Muzeun Kombëtar të Ajrit dhe Hapësirës, i cili ndodhet në Uashington. Por parametrat teknikë të kësaj shpikjeje njerëzore do të kishin pak vlerë pa meritat e vetë pilotit. Chuck Yeager kaloi shkollën e fluturimit dhe luftoi në Evropë, pas së cilës u kthye në Angli. Pezullimi i padrejtë nga fluturimi nuk e prishi shpirtin e Yeager dhe ai mori një takim me komandantin e përgjithshëm të trupave të Evropës. Në vitet e mbetura para përfundimit të luftës, Yeager mori pjesë në 64 fluturime, gjatë të cilave ai rrëzoi 13 avionë. Chuck Yeager u kthye në atdheun e tij me gradën kapiten. Karakteristikat e tij tregojnë intuitë fenomenale, gjakftohtësi dhe qëndrueshmëri të jashtëzakonshme në situata kritike. Më shumë se një herë, Yeager vendosi rekorde në aeroplanin e tij. Karriera e tij e mëvonshme ishte në Forcat Ajrore, ku ai trajnoi pilotë. Hera e fundit që Chuck Yeager theu barrierën e zërit ishte 74 vjeç, që ishte në përvjetorin e pesëdhjetë të historisë së tij të fluturimit dhe në 1997.
Detyrat komplekse të krijuesve të avionëvepajisje
Aeroplani me famë botërore MiG-15 filloi të krijohej në momentin kur zhvilluesit kuptuan se ishte e pamundur të bazohej vetëm në thyerjen e barrierës së zërit, por duhet të zgjidheshin problemet komplekse teknike. Si rezultat, një makinë u krijua aq e suksesshme sa modifikimet e saj u miratuan nga vende të ndryshme. Disa zyra të ndryshme të projektimit hynë në një lloj lufte konkurruese, çmimi i së cilës ishte një patentë për avionët më të suksesshëm dhe funksionalë. Avion i zhvilluar me krahë të fshirë, i cili ishte një revolucion në dizajnin e tyre. Aparati ideal duhet të jetë i fuqishëm, i shpejtë dhe tepër rezistent ndaj çdo dëmtimi të jashtëm. Krahët e fshirë të avionit u bënë një element që i ndihmoi ata të trefishonin shpejtësinë e zërit. Më tej, shpejtësia e avionit vazhdoi të rritet, gjë që shpjegohej me një rritje të fuqisë së motorit, përdorimin e materialeve inovative dhe optimizimin e parametrave aerodinamikë. Thyerja e barrierës së zërit është bërë e mundur dhe reale edhe për një joprofesionist, por nuk bëhet më pak e rrezikshme për shkak të kësaj, kështu që çdo kërkues ekstrem duhet të vlerësojë në mënyrë të arsyeshme pikat e tij të forta përpara se të vendosë për një eksperiment të tillë.
