Сверхзвук і гіперзвук
Подолання людством звукового бар'єру, безперечно, відноситься до головних досягнень у сфері наукового прогресу 20-го століття. В наш час, до країв наповнене сумнівами і невпевненістю у власних силах, ми вирішили нагадати собі про одну з наших найяскравіших перемог над долею. Згадаймо історію про те, як людина навчилася переміщатися над поверхнею землі швидше за швидкість кулі. Песимістично налаштовані льотчики та інженери стверджували, що даний межа неможливо подолати в принципі і що літак розіб'є, немов об стіну, досягнувши швидкості звуку.
До кінця першої половини XX століття провідні світові авіаконструктори і авіатори впритул зацікавилися швидкістю звуку (приблизно 330 м / сек. Над поверхнею землі). Уже в ході Другої світової війни швидкість більшості винищувачів стала наближатися до швидкості звуку, при цьому пілоти спостерігали незрозумілі і вельми лякають явища: починалася сильна вібрація, літак «провалювався», його тягнуло в неконтрольоване піке, кермо висоти і елерони практично не слухалися штурвала. Швидкість звуку - це швидкість поширення пружних хвиль в середовищі, відповідно, виникав логічне запитання: чи здатний літальний апарат досягти швидкості звуку в повітрі і продовжувати керований політ «по той бік звуку»? Іншими словами: чи здатний літак рухатися в повітрі швидше, ніж повітря перед ним стискається?
Проблема звукового бар'єру
Після Другої світової війни окремі льотчики-випробувачі робили безстрашні спроби досягти цієї психологічно значимої позначки - багато хто з таких спроб закінчувалися трагічно. Саме в ці роки виникло позбавлене фізичного змісту, наполовину містичне вираз «звуковий бар'єр» (німці використовували ще більш страшне вираз - schallmauer - «звукова стіна»). Проте ретельні дослідження дозволили зрозуміти причини нестабільності літального апарату на навколозвукових швидкостях і вирішити проблему подолання «звукового бар'єру».
Політ на сверхзвуке протікає за іншими законами, ніж на швидкостях нижче швидкості звуку. При подоланні «звукового бар'єру» радикально змінюється аеродинамічна картина обтікання крила: при наближенні до швидкості звуку швидкість руху повітря в окремих зонах над крилом може вже перевищувати швидкість звуку. Пройшовши крило, потік сповільнюється, повертаючись в дозвуковій режим з неминучим утворенням ударної хвилі. Невеликі ударні хвилі виникають відразу в багатьох точках за крилом, що є причиною втрати керованості і стійкості літального апарату.
Після проходження «бар'єру», коли швидкість руху апарату стає надзвуковий (число Маха помітно більше 1), протягом повітря знову стає стабільним, хоча характер потоку якісно змінюється. Тепер перед подолав звуковий бар'єр літаком формується ударна хвиля, яка представляє собою кордон між зонами повітря з сильно розрізняється щільністю. Різко зростає аеродинамічний опір, збільшується нагрів конструкції літака, зміщується центр тиску на крило.
Щоб продовжувати стабільний політ на ще більших швидкостях, недостатньо просто збільшити потужність двигунів. Саме тому літаки, призначені для над- або гіперзвукових швидкостей (як, наприклад, описаний нижче Х-43), сильно відрізняються від «дозвукових» побратимів: як правило, у них загострений ніс, тонкі стрілоподібні крила, а в обрисах - переважно прямі лінії і гострі кути.
Минуле і сьогодення
Слід зазначити, що завдання створення ефективного надзвукового літака не вирішена досі. Авіаконструкторам постійно доводиться шукати компроміс між конструктивними вимогами, пов'язаними з особливостями польоту на сверхзвуке, і збереженням маневреності при зльоті та посадці, коли літак рухається з відносно низькою швидкістю. Пропонуємо вашій увазі п'ять найшвидших надзвукових літальних апаратів, створених за всю історію авіації.
Радянський багатоцільовий винищувач МіГ-21.
Завершує п'ятірку найшвидших літаків ще одне дітище ОКБ Мікояна і Гуревича - літак МіГ-21, за характерний зовнішній вигляд прозваний льотчиками «балалайка». Це найбільш масовий і дешевий літак в даному списку.
В одному тільки СРСР було побудовано 10 645 «балалайок». Крім цього, МіГ-21 проводився за ліцензією в Чехословаччині. Індії і КНР. Складався на озброєнні і використовувався в ВПС більш ніж 65 країн. У 1959 році один з літаків даного типу розігнався до швидкості 2 388 км / год (цей МіГ-21 пілотував Георгій Мосолов - той же пілот, який в 1962 встановить новий рекорд швидкості на літаку Е-152).