ความเร็วเสียง เครื่องบินความเร็วเหนือเสียง X-15 ทำลายกำแพงเสียงได้ไม่

ความเร็วเสียง ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 เครื่องบินขับไล่หลายลำจะประสบกับกำแพงเสียงที่รุนแรง เมื่อความเร็วของพวกมันถึงมัค 0.9 และเข้าใกล้ความเร็วเสียงเมื่อพวกเขาเร่งความเร็วการดำลง โดยปกติแล้ว คลื่นกระแทกและการต้านทานการรบกวนอย่างรุนแรงจะเกิดขึ้นในกระแสรอบโครงเครื่องบิน ณ จุดนี้ เวลาทำให้โครงเครื่องบินสั่นจนควบคุมไม่ได้ ถึงกับแตกสลายทันที เครื่องบินหลายลำถูกกำแพงเสียงสังหารในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 จนกระทั่งมีเครื่องบินเจ็ทเกิดขึ้นหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 จึงสามารถทะลุผ่านกำแพงเสียงและบินด้วยความเร็วเหนือเสียงได้

สหราชอาณาจักรเป็นประเทศแรกที่ทำการวิจัยเกี่ยวกับการบินเหนือเสียง เป้าหมายแรกเริ่มคือไปให้ถึงมัค 1.6 ด้วยความเร็วที่เร็วที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการมีอยู่ของกำแพงเสียงทำให้เครื่องบินหลายลำตกและเสียชีวิต ดังนั้น การวิจัยเกี่ยวกับการบินเหนือเสียงนี้จึงยกเลิก เพราะมันอันตรายเกินไป ต่อมาสหรัฐอเมริกาก็ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับเรื่องนี้โดยใช้พลังจรวดเป็นแกนหลัก ใช้ X-15 เพื่อทำการบินเหนือเสียง จนทำลายกำแพงเสียงได้สำเร็จเป็นครั้งแรกที่มัค 1.1015 และพบว่าตราบใดที่มันพัง มัค 1 จะไม่มีกำแพงเสียง

เป็นผลให้เส้นทางของมนุษย์ที่บินด้วยความเร็วเหนือเสียงหายไปตลอดกาล และพวกเขาประสบความสำเร็จในการบินเหนือเสียงด้วยความเร็ว 2 เท่าของเสียงอย่างต่อเนื่อง แม้แต่ 6 เท่า และ 25 เท่าของความเร็วเสียง เครื่องบินที่ความเร็วเหนือเสียงในปัจจุบันมักจะใช้การออกแบบปีกให้มีมุมเอียงด้านหลัง เพื่อทะลุผ่านอุปสรรคของกำแพงเสียง ยิ่งไปกว่านั้น การบินด้วยความเร็วเหนือเสียงมักจะมีลักษณะของความเสถียรคงที่ตามยาวที่เพิ่มขึ้น และลดการหน่วงของเครื่องบินเมื่อจำนวนมัคเพิ่มขึ้น ซึ่งช่วยลดความเป็นไปได้ที่เครื่องบินจะถูกรบกวนได้อย่างมาก

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการทดสอบที่ยอดเยี่ยมในการบินของเครื่องบิน การวัดค่าความเร็วของการบินจะเรียกว่า มัค ดังนั้น การใช้ความเร็วมากขนาดนั้นคืออะไร โดยปกติแล้ว เขตการบินมักจะถูกแบ่งออก 2 ประเภท คือ เครื่องบินที่ความเร็วเหนือเสียงและขีปนาวุธความเร็วเหนือเสียง ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่จะใช้ในเครื่องบินรบการบินต่างๆ ในสนามรบ

ความเร็วเสียง

ด้วยการกำเนิดของเครื่องบินรบล่องหน แนวคิดของการล่องเรือด้วยความเร็วเหนือเสียงจึงถือกำเนิดขึ้น เมื่อเทียบกับการบินด้วยความเร็วเหนือเสียง การล่องเรือด้วยความเร็วเหนือเสียงต้องใช้เวลาในการบินนานกว่า และครึ่งชั่วโมงเป็นจุดเปลี่ยนระหว่างการบินเหนือเสียงกับการล่องเรือความเร็วเหนือเสียง ปัจจุบัน อาวุธความเร็วเหนือเสียงเป็นอาวุธร้ายแรงที่สำคัญในแวดวงการทหาร และความเร็วเป็นเกณฑ์ที่สำคัญที่สุดในการตัดสินชัยชนะหรือความพ่ายแพ้

เครื่องบินขับไล่ที่มีความสามารถในการล่องเรือด้วยความเร็วเหนือเสียง สามารถมีข้อได้เปรียบและมาตรการตอบโต้ที่ดีกว่าในการต่อสู้ทางอากาศ และสามารถลดความเป็นไปได้ในการถูกตรวจสอบ และค้นพบโดยการตรวจจับด้วยอินฟราเรด และบทบาททางทหารก็มีความสำคัญอย่างยิ่ง ขีปนาวุธความเร็วเหนือเสียงสามารถบรรลุเป้าหมายในการโจมตีศัตรูในเวลาที่เร็วที่สุด และความเร็วจะเป็นตัวกำหนดความสำเร็จหรือความล้มเหลว

ดังนั้น ประเทศต่างๆ จึงทุ่มเทให้กับการวิจัยอาวุธเหนือเสียงในด้านการทหาร นอกเหนือจากพื้นที่ทางทหาร ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของเพดานทางเทคโนโลยีแล้ว หลายคนยังโหยหาการมาถึงของเครื่องบิน ความเร็วเสียง ของพลเรือน อย่างไรก็ตาม ยังคงมีอุปสรรคอย่างมากในการพัฒนาเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียงพลเรือนในปัจจุบัน เนื่องจากลักษณะพื้นฐานของเครื่องบินโดยสารคือการทำกำไร และเครื่องบินจะต้องมีประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่เพียงพอในขณะที่ทำกำไร

อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการบินเหนือเสียง ที่ต้องมีเกณฑ์บางอย่างกับเครื่องบินขนาดใหญ่นั้นไม่ใช่ปัญหา วิธีทำให้เครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่มีความปลอดภัยสูงสุด เมื่อเครื่องบินทำลายกำแพงเสียง และวิธีรักษาการบินเหนือเสียงในระยะยาวสำหรับเครื่องบินขนาดใหญ่ เครื่องบินโดยสาร นี่ไม่ใช่ปัญหาที่สามารถแก้ไขได้อย่างสมบูรณ์สำหรับเครื่องบินขับไล่ขนาดเล็ก นับประสากับเครื่องบินโดยสารที่มีความจุและขนาดบรรทุกมาก ดังนั้น ต้นทุนการผลิตของเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียง จึงสูงกว่าเครื่องบินโดยสารทั่วไปมาก

เชื้อเพลิงที่เครื่องยนต์ความเร็วเหนือเสียงต้องการนั้น สูงกว่าต้นทุนของเครื่องบินโดยสารทั่วๆ ไปมาก หากแปลงเป็นค่าโดยสาร อาจไม่ใช่เรื่องคุ้มทุนสำหรับผู้โดยสารทั่วไป และเป็นเรื่องยากที่สายการบินจะทำกำไรได้ ดังนั้น การประยุกต์ใช้การบินเหนือเสียงในด้านพลเรือนในปัจจุบันจึงต้องใช้เวลา การบินด้วยความเร็วเหนือเสียงจึงกลายเป็นความจริง เราอาจจินตนาการถึงความเป็นไปได้ที่มนุษย์จะบินด้วยความเร็วแสงได้เช่นกัน ปัจจุบัน ความเร็วแสงในสุญญากาศที่ทราบมีค่าประมาณ 670,616,629 ไมล์ต่อชั่วโมง

ประการแรก ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ยิ่งเข้าใกล้ความเร็วแสงมากเท่าใด ก็ยิ่งต้องใช้พลังงานมากขึ้นเท่านั้น และในที่สุด พลังงานที่ต้องใช้เพื่อให้ได้ความเร็วแสง เป็นตัวเลขทางดาราศาสตร์ที่ไม่อาจบรรลุได้สำหรับมนุษย์ยุคใหม่ แต่ก็มีหลายคนที่ทำการทดลองสมองเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการบินด้วยความเร็วแสง บางคนคาดการณ์ว่า การใช้คลื่นความโน้มถ่วงไปถึงวอร์ปไดรฟ์ เพื่อควบคุมโครงสร้างกาล-อวกาศของยาน จะสามารถบินได้เร็วกว่าแสง

แต่ความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับคลื่นความโน้มถ่วงยังมีข้อจำกัดอย่างมาก และเราไม่สามารถพูดถึงระดับของการใช้งาน บางคนยังคาดเดาว่าเทคโนโลยีการพัวพันควอนตัมสามารถใช้สร้างหลุมดำได้ เพื่อให้ยานอวกาศสามารถเดินทางผ่านเวลาและอวกาศได้โดยตรง หรือจากมุมมองที่เป็นจริงมากขึ้น เป็นไปไม่ได้เลยที่จะใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า และการระเบิดของแม่เหล็กเพื่อเร่งอนุภาคแสงเพื่อให้ได้ความเร็วแสง

อย่างไรก็ตาม สมมติฐานเหล่านี้อยู่ในขั้นตอนของการคาดเดาเชิงทดลองเท่านั้น และยังไม่ได้รับการยืนยันและเป็นจริง ในปัจจุบัน ความเร็วของการเคลื่อนที่ของแสงเทียบเท่ากับการบินข้ามมิติสำหรับมนุษย์ หลักการของมันอยู่นอกเหนือขอบเขตการรับรู้ของมนุษย์ ดังนั้น ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่สำคัญในศตวรรษนี้ จึงยังมีความจำเป็นก่อนที่มนุษย์จะสามารถรับรู้ถึงความเร็วของการบินด้วยแสงได้อย่างแท้จริง

ตามหน่วยของมัค ผู้คนได้ทำลายสถิติการบินเหนือเสียงประเภทต่างๆ ซึ่งแสดงถึงการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และความก้าวหน้าของเทคโนโลยีของมนุษย์ การทะลุผ่านความเร็วของเสียงไม่ใช่ประเด็น แต่ความเร็วของแสงคือจุดท้าทายถัดไปที่ไกลเกินเอื้อมสำหรับผู้คน หวังว่าด้วยการวิจัยเกี่ยวกับความเร็วของการบินแสง เครื่องบินพลเรือนที่มีความเร็วเหนือเสียงจะสามารถนำมาใช้ในวงกว้างได้ และการแสวงหาความเร็วของมนุษย์สามารถไปถึงระดับใหม่ได้ และแม้กระทั่งการเดินทางข้ามเวลาผ่านข้อจำกัดของเวลา และพื้นที่ไม่ใช่จินตนาการอีกต่อไป ความเร็วที่ไม่มีวันสิ้นสุด

บทความที่น่าสนใจ : อิซาเบล ศึกษาเกี่ยวกับประวัติศาสตร์อิซาเบลแห่งคาสตีล คือใคร

Leave a Comment