4 افسانه درباره پرواز مافوق صوت؛ خلبانان در سرعت صوت چه احساسی دارند؟

پرواز مافوق صوت و تصورات آن از هیجان‌های پرسرعت، تغییرات شدید فشار و انفجارهای صوتی چشمگیر، دهه‌هاست که در فرهنگ عامه وجود دارد. اما آیا این تصورات واقعیت دارند؟ در حالی که ایده پرواز مافوق صوت اغلب تصاویری از تلاطم‌های لرزان در کابین و نیروهای گرانشی شدید را تداعی می‌کند، واقعیت بسیار متفاوت‌تر است. با این حال، در طول سال‌ها، فیلم‌ها، برنامه‌های تلویزیونی و سایر رسانه‌ها تصورات غلط زیادی را در مورد آنچه واقعاً هنگام عبور خلبان از مانع صوتی اتفاق می‌افتد، ترویج کرده‌اند.

برای جدا کردن واقعیت از خیال، بیایید برخی از بینش‌های دنیای واقعی را از تریستان “ژپتو” براندنبورگ، خلبان ارشد آزمایشی، که تجربه گسترده‌ای در آماده‌سازی برای پرواز مافوق صوت با هواپیمای Boom Supersonic XB-1 دارد، در کنار کاپیتان ریچارد لوی، خلبان بازنشسته خطوط هوایی با 41 سال سابقه کار، بشنویم. دانش دست اول آنها دیدگاهی مستدل در مورد آنچه خلبانان واقعاً هنگام شتاب گرفتن فراتر از سرعت صوت تجربه می‌کنند، ارائه می‌دهد. بیایید نگاهی دقیق‌تر به برخی از رایج‌ترین افسانه‌ها درباره پرواز مافوق صوت بیندازیم و حقیقت کمتر گفته شده در پس آنها را کشف کنیم. با اِروتِک همراه باشید.

افسانه 1: خلبانان در سرعت مافوق صوت نیروهای گرانشی شدیدی را تجربه می‌کنند!

یکی از ماندگارترین افسانه‌ها درباره پرواز مافوق صوت این است که خلبانان به محض عبور از دیوار صوتی، نیروهای گرانشی شدیدی را تجربه می‌کنند. ایده اینکه هواپیما با شتاب گرفتن، خلبان را به صندلی‌اش می‌کوبد، ممکن است برای سینما عالی باشد، اما واقعیت را منعکس نمی‌کند! همانطور که تریستان “ژپتو” براندنبورگ، خلبان ارشد آزمایشی، برای شرکت Boom توضیح داد:

[این] درست نیست. هنگامی که هواپیما در سرعت هوایی مشخصی ثابت باشد و در حال چرخش نباشد (بدون شتاب)، من فقط نیروی جاذبه (1 جی) را احساس می‌کنم. شتاب در محور x (جهت رانش) قابل توجه است اما بسیار کمتر از حتی 1 جی است.

کاپیتان ریچارد لوی نیز گفت که خلبانان به‌سادگی به دلیل رسیدن به سرعت مافوق صوت، نیروهای گرانشی بیش از حد را تجربه نمی‌کنند. او ادامه داد:

چه در حال پرواز زیر صوت یا مافوق صوت باشید، نیروهای گرانشی طبیعی هستند، مگر اینکه خلبان هواپیما را به یک چرخش تند (با شیب زیاد) ببرد و/یا پس‌سوز را به سرعت فعال کند.

به عبارت دیگر، پرواز مافوق صوت ذاتاً بارهای جی بالایی را بر خلبان تحمیل نمی‌کند. نیروهای درگیر در چرخش‌های پرسرعت یا شتاب‌های سریع می‌توانند بارهای جی اضافی ایجاد کنند، اما صرفاً پرواز فراتر از سرعت صوت یک تجربه به‌ویژه پرفشار نیست. در واقع، پرتاب‌های منجنیق از یک ناو هواپیمابر نیروهای جی بسیار بیشتری نسبت به پرواز با سرعت مافوق صوت ایجاد می‌کنند!

افسانه 2: خلبانان یک شوک شدید در دیوار صوتی احساس می‌کنند!

باور رایج دیگری این است که عبور از دیوار صوتی منجر به یک شوک ناگهانی و تکان‌دهنده می‌شود، تقریباً مثل اینکه هواپیما در حال عبور از یک دیوار نامرئی است. این افسانه از تاریخ اولیه هوانوردی ناشی می‌شود، زمانی‌که خلبانان در هواپیماهای پرسرعت در نزدیکی سرعت صوت، تلاطم‌های غیرمنتظره یا مشکلات کنترلی را گزارش می‌کردند، که منجر به اصطلاح “دیوار صوتی” شد.

با این حال، همانطور که تریستان براندنبورگ توضیح داد:

شتاب واقعی از زیر صوت به مافوق صوت نسبتاً تدریجی است. پدیده‌ای به نام افزایش پسا در سرعت فراصوت وجود دارد که در آن پسا بر روی هواپیما در یک عدد ماخ خاص به شدت افزایش می‌یابد. هر هواپیمایی دارای عدد ماخ واگرایی پسا است. برای هواپیماهایی که برای پرواز زیر صوت با سرعت بالا طراحی نشده‌اند، این می‌تواند تا 0.8 ماخ نیز کم باشد.

کاپیتان ریچارد لوی نیز گفت:

از داخل کابین، هیچ ضربه یا تکان ناگهانی وجود ندارد. صدا در طول مأموریت (آموزشی یا واقعی) چه در حال پرواز زیر سرعت صوت یا بالای سرعت صوت باشد، مشکلی نیست.

این ایده که شکستن دیوار صوتی باعث تلاطم یا بی‌ثباتی می‌شود، یک یادگار از دانش هوانوردی منسوخ شده است تا یک توصیف دقیق از دینامیک پرواز مدرن!

افسانه 3: شکستن دیوار صوتی همیشه توسط افراد روی زمین شنیده می‌شود!

این ایده که هر پرواز مافوق صوت یک شوک صوتی زمین‌لرزه ایجاد می‌کند که پنجره‌های زیر را به لرزه درمی‌آورد، یک تصور غلط رایج دیگر است. در حالی که شوک‌های صوتی زمانی رخ می‌دهند که یک هواپیما از سرعت صوت فراتر رود، تأثیر دقیق آن انفجار به عوامل متعددی از جمله ارتفاع، سرعت و شرایط جوی بستگی دارد.

تریستان براندنبورگ به Boom گفت:

اولین شوک صوتی XB-1 در 1.1 ماخ احتمالاً به زمین نخواهد رسید. ما قصد داریم در ارتفاع 34000 فوتی پرواز کنیم، بنابراین انرژی احتمالاً در حدود شش مایل عمودی بین هواپیما و زمین پراکنده می‌شود.

این بدان معناست که در ارتفاعات بالاتر، انرژی انفجار صوتی قبل از اینکه به‌طور قابل‌توجهی بر افراد روی زمین تأثیر بگذارد، پراکنده می‌شود. به عبارت دیگر، هر پرواز مافوق صوت منجر به یک انفجار قابل توجه در سطح زمین نمی‌شود. در واقع، کریدورهای مافوق صوت مانند آنهایی که برای آزمایش استفاده می‌شوند، به‌طور خاص برای به حداقل رساندن تأثیر انفجارهای صوتی بر مناطق پرجمعیت انتخاب می‌شوند.

افسانه 4: پرواز مافوق صوت ذاتاً ناپایدار و کنترل آن دشوار است!

بسیاری فرض می‌کنند که پرواز مافوق صوت نیازمند تلاش مداوم و شدید برای حفظ کنترل است، به‌طوری که هواپیما در آستانه بی‌ثباتی قرار دارد. این افسانه احتمالاً از پروازهای آزمایشی مافوق صوت اولیه ناشی می‌شود، زمانی‌که طراحی هواپیماها هنوز در حال تکامل بود و خلبانان مجبور بودند با اثرات آیرودینامیکی غیرقابل پیش‌بینی مقابله کنند. در واقعیت، هواپیماهای مافوق صوت مدرن به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در سرعت‌های بالا عملکرد خوبی داشته باشند. تریستان براندنبورگ به Boom گفت:

در آماده‌سازی برای پرواز XB-1، من با Starfighters International در فلوریدا با F-104 پرواز کردم. مدل‌های ما نشان داد که XB-1 مشابه F-104 با SAS خاموش عمل خواهد کرد. یکی از نکات کلیدی از آن پرواز این بود که کنترل گام در طول شتاب فراصوت بسیار حساس شد.

در حالی‌که چالش‌های آیرودینامیکی منحصر‌به‌فردی مانند حساسیت گام و تغییرات در تریم وجود دارد، هواپیماهای مافوق صوت به گونه‌ای مهندسی شده‌اند که ثبات را حفظ کنند. خلبانان به‌طور گسترده در شبیه‌سازها و در هواپیماهای مشابه آموزش می‌بینند تا اطمینان حاصل شود که برای این تفاوت‌ها آماده هستند. نتیجه یک تجربه پرواز است که بسیار کنترل‌شده‌تر و قابل پیش‌بینی‌تر از آن چیزی است که بسیاری تصور می‌کنند.

کاپیتان ریچارد لوی تأیید کرد:

هیچ تغییری در احساس کنترل‌های پرواز چه در حال پرواز درست زیر سرعت صوت یا درست بالای سرعت صوت و همچنین هیچ تغییری در صدای داخل کابین هنگام پرواز با سرعت بیش از سرعت صوت وجود ندارد. در واقع، تنها راهی که یک خلبان می‌داند که با سرعت مافوق صوت پرواز می‌کند، مشاهده سرعت‌سنج ماخ است!

آینده پرواز مافوق صوت

پرواز مافوق صوت همچنان یکی از جذاب‌ترین مرزهای هوانوردی است، اما تصورات غلط در مورد چالش‌ها و احساسات آن همچنان باقی است. برخلاف تصور عام، خلبانان نیروهای گرانشی شدیدی را تجربه نمی‌کنند و همچنین هنگام عبور از ماخ 1 یک شوک “دیوار صوتی” شدید را احساس نمی‌کنند. انفجارهای صوتی همیشه روی زمین شنیده نمی‌شوند و هواپیماهای مافوق صوت مدرن در پرواز پایدار و تحت کنترل هستند. فراتر از این، پیشرفت‌های مداوم در فناوری راه را برای یک صنعت مسافرت مافوق صوت مقرون به صرفه‌تر هموار می‌کند.

همانطور که جهان به پیشرفت فناوری مافوق صوت خود ادامه می‌دهد، درک واقعیت‌های پرواز با سرعت بالا اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد. خلبانانی مانند تریستان “ژپتو” براندنبورگ و کاپیتان ریچارد لوی بینش‌های ارزشمندی را در اختیار ما قرار می‌دهند که برای رمزگشایی از کل این تجربه نیاز داریم. چه برای کاربردهای نظامی، تحقیقات یا آینده هوانوردی تجاری، به طور فزاینده‌ای روشن می‌شود که عبور از مانع صوتی به اندازه آنچه فرهنگ عامه نشان می‌دهد، به نیروی بی‌رحمانه مربوط نمی‌شود!

منبع: Slashgear