Kas yra garso barjeras?

Garsas sklinda kaip banga per tokias terpes kaip oras, skystis ir plazma. Ore bangų sklidimo greitį lemia atmosferos sąlygos, todėl garso greitis gali skirtis priklausomai nuo temperatūros. Garso barjeras yra koncepcija, sukurta XX amžiaus pradžioje, kai daugelis mokslininkų manė, kad orlaivių pasipriešinimas, kurį sukelia artėjantis garso greitis, neleidžia jokiam orlaiviui pasiekti arba viršyti garso greičio nesugriaunant. Dėl puikių ir dažnai drąsių to meto aviatorių, pernelyg didelės garso barjero koncepcija galiausiai buvo paneigta, o orlaiviai, pasiekę viršgarsinį greitį, dabar reguliariai ją pralaužia.

Kadangi garso greitis priklauso nuo terpės, kuria jis sklinda, temperatūra, nėra pastovaus greičio, kuriam esant garso barjeras būtų pažeistas. Norint susidaryti bendrą idėją, daugelyje mokslinių publikacijų pateikiamas 742 mylių per valandą (1194 kilometrų per valandą) garso greitis, pagrįstas standartine 32 laipsnių Farenheito (0 laipsnių Celsijaus) temperatūra. Tačiau temperatūrai kylant aukštyn, garsas barjero greitis didėja.

Pradinė problema, dėl kurios buvo sukurta garso barjero koncepcija, yra propelerio technologijos rezultatas. Orlaiviui artėjant prie garso greičio, oro sraigto judėjimas trikdo garso bangas, sukelia turbulenciją ir sumažina orlaivio našumą. Daugeliui pirmųjų aviacijos novatorių atrodė aišku, kad variklis, pakankamai galingas, kad būtų pašalintos sraigto problemos ir toliau leistų orlaiviui didinti greitį, būtų per didelis ir sunkus dirbti.

Tačiau nuotykių trokštantiems aviatoriams nepatiko idėja, kad yra garso barjeras, neleidžiantis važiuoti dar didesniu greičiu, ir daugelis bandė įrodyti, kad barjerą galima saugiai pralaužti pasiekus garso greitį per itin rizikingus nardymus, kurie žymiai padidintų greitį. Daugelis ankstyvų bandymų baigėsi mirtinomis katastrofomis, nes lėktuvo technologijos neatlaikė greitojo nardymo, o pilotai galėjo susirgti dėl staigaus nardymo ir nesuvaldyti lėktuvo.

Orlaivių projektavimo pažanga žymiai pagerino dideliu greičiu skriejančių lėktuvų valdymą ir veikimą. Iki 1940-ųjų inžinieriai sukūrė patobulintą uodegą su plačiu horizontaliu peleku, kad būtų galima geriau pakelti ir valdyti. Pirmąjį oficialiai pripažintą garso barjerą 14 m. spalio 1947 d. padarė oro pajėgų kapitonas Chuckas Yeageris. Yeageris, gerai žinomas pilotas bandytojas, naudojo labai pažangų orlaivį, vadinamą Bell X-1, kad pasiektų 807.2 mylių per valandą (1299 km/h) greitį ir pagaliau pralaužtų garso barjerą. Kiti šaltiniai teigia, kad kitas pilotas bandytojas George’as Welchas prieš kelias dienas įveikė barjerą, tačiau JAV pareigūnų nebuvo, todėl jo skrydis oficialiai sumažintas.

Šiais laikais viršgarsinis greitis yra įprastas daugelio tipų orlaivių gebėjimas. Užtvaros sulaužymas nebėra svarbus įvykis, nors susidomėjimas vėl buvo sukeltas 1990-ųjų pabaigoje, kai praėjus 50 metų po Yeager skrydžio antžeminė transporto priemonė įveikė barjerą. Vis dėlto barjero įveikimo koncepcija kurį laiką buvo vienas iš pagrindinių aviacijos židinių, todėl buvo sukurti šiuolaikiniai išradimai, tokie kaip reaktyvinis variklis. Inovacijų sėkmė ir drąsa prieš tai, kas atrodė kaip mokslinis tikrumas, daugeliui įkvėpė ir atnaujino mintį, kad drąsus gali įveikti bet kokį barjerą.