Bell X-1 rompe la barrera del sonido - Historia

Bell X-1 rompe la barrera del sonido - Historia

El piloto de pruebas estadounidense Capitán Charles Yaeger rompió la barrera del sonido el 14 de octubre de 1947. Yaeger voló un avión de prueba Bell X-1 que fue lanzado desde un B-29 especialmente modificado. Yaeger alcanzó una velocidad de 670 millas por hora a una altitud de 42.000 pies.


Bell X-1: Dejar caer la bestia naranja que rompió la barrera del sonido

El primer Bell X-1, número de serie. 46-062, el avión cohete que Chuck Yeager pilotó más allá de Mach 1, descansa en el lago seco Rogers en el desierto de Mojave.

Museo Nacional del Aire y el Espacio

El primer vuelo supersónico no habría sido posible sin la ayuda de innumerables personas de apoyo, incluido el hombre que supervisó el proyecto y piloteó la nave nodriza B-29 del X-1.

Durante los últimos 70 años, numerosos libros, artículos, documentales y películas han contado la historia de cómo el piloto de la Fuerza Aérea de EE. UU. Chuck Yeager rompió la barrera del sonido en un Bell X-1 el 14 de octubre de 1947. Pero Yeager estaba lejos de estar solo en su la búsqueda de ese hito histórico. Decenas de otras personas que contribuyeron al éxito del proyecto han pasado desapercibidas para el público en general. Eran los ingenieros y mecánicos de Bell, el personal de tierra y los hombres que llevaron esa bestia naranja al cielo. Sin ellos, el mundo nunca habría oído hablar de Yeager.

El primer avión de investigación propulsado por cohetes de Estados Unidos, el X-1, fue diseñado para superar los límites desconocidos del vuelo de alta velocidad y gran altitud con una estructura de avión magníficamente diseñada y motores de cohetes de combustible líquido. En marzo de 1945, las Fuerzas Aéreas del Ejército de los EE. UU. Contrataron a Bell y al Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (NACA) para desarrollar el XS-1 (su designación original) y volarlo hasta y más allá de la "barrera" transónica.

El enorme B-29 Superfortress fue el único avión capaz de elevar un X-1 completamente cargado a su altitud de lanzamiento de 25.000 pies. Bell modificó ampliamente el número de serie Superfortress. 45-21800 para acomodar el X-1, quitando el mamparo entre las bahías de bombas, las puertas de la bahía y grandes secciones del fuselaje para la nariz, las alas, la cola alta y el estabilizador del avión cohete. La eliminación de gran parte del casco del bombardero redujo la integridad estructural, por lo que se instaló un larguero longitudinal de acero a través de la línea central. Para eliminar el resplandor de la piel de aluminio pulido y proporcionar un punto de referencia muy visible para el piloto X-1, toda la parte inferior del B-29 se pintó de negro.

El avión cohete, pintado de naranja internacional brillante, estaba colgado de un grillete de bomba D-4 estándar, que podía ser liberado por el copiloto del B-29. Una escalera retráctil permitió al piloto del X-1 descender y entrar en la pequeña escotilla de estribor. Él y el ingeniero de vuelo estaban protegidos de la ráfaga de viento helado de 250 nudos por un escudo grueso.

Las primeras pruebas fueron realizadas por pilotos e ingenieros de Bell en Pinecastle Army Air Field en Florida. En la primavera de 1946, todo el proyecto se trasladó a Muroc Army Air Field en el desierto de Mojave de California. El adyacente Rogers Dry Lake tenía 65 millas cuadradas de pistas naturales planas y mucho espacio para aterrizajes de emergencia.

En Pinecastle, se había cavado un pozo en la rampa para que el X-1 se elevara hacia el bombardero, pero estaba mal diseñado. Después del traslado a Muroc, algunos ingenieros propusieron usar una grúa pesada para levantar el B-29 de 70,000 libras sobre el X-1. Sin embargo, prevalecieron cabezas más sensatas y se cavó un pozo mejorado para el X-1.


Se iza un X-1 en la bahía de bombas del B-29. (NASA)

Bell y la NACA comenzaron vuelos de prueba propulsados ​​en Muroc a fines de 1946. La NACA no tenía prisa y, a principios de 1947, el X-1 solo había alcanzado .84 Mach. Pero las Fuerzas Aéreas del Ejército querían que se hiciera lo más rápido posible para obtener una ventaja sobre la Unión Soviética en el desarrollo de aviones militares de alta velocidad. A medida que el programa se acercaba cada vez más a su objetivo, el piloto principal de pruebas de Bell, Chalmers "Slick" Goodlin, se encontró con golpes y pérdida de efectividad del ascensor a medida que se acercaba a .86 Mach. Goodlin supuestamente exigió una bonificación salarial exorbitante para llevar el X-1 más allá de Mach 1, lo que provocó que la AAF se hiciera cargo oficialmente del proyecto el 30 de junio de 1947.

Así fue como se llamó al Mayor Robert L. Cardenas, jefe de la sección de Prueba de Bombarderos de la Base Técnica AAF en Wright Field en Ohio, frente al Coronel Albert Boyd, jefe de Prueba de Vuelo. Cárdenas, ahora de 98 años, tuvo una excelente carrera tanto en el caqui del Ejército como en el azul de la Fuerza Aérea.

"El coronel Boyd dijo: 'Mayor, nos encargaremos del proyecto de la barrera del sonido de la NACA", recordó Cárdenas. “Ya seleccioné al Capitán Yeager como piloto, al Teniente Bob Hoover como respaldo y al Capitán Jack Ridley como ingeniero de vuelo y copiloto.” Explicó que yo sería el comandante del B-29 y estaría a cargo general del proyecto, y quería que hacerse 'progresivo y breve' ".

Boyd, conocido a lo largo de Flight Test como un excelente piloto y líder, le entregó a Cárdenas una nota escrita a mano. "Esa nota repetía lo que acababa de decirme. Las palabras clave fueron 'progresivo' y 'breve' ".

Cárdenas dijo que conoció a Yeager, Hoover y Ridley, pero que nunca había trabajado de cerca con ninguno de ellos. “Chuck y Bob estaban en la sección de luchadores, así que no tuvimos mucho contacto. Pero después de volar a Muroc nos llevamos bien. Hoover era un piloto sobresaliente y Ridley era un tipo muy agradable que era uno de los mejores ingenieros de vuelo que he conocido ".

El éxito de taquilla de Philip Kaufman en 1983 Lo correcto, basada en el libro de Tom Wolfe, cuenta una versión muy apócrifa de la saga de la barrera del sonido. Cárdenas y el ingeniero de Bell, Dick Frost, ni siquiera se mencionan, mientras que Ridley es retratado como un compañero relajado y dispensador de chicles de Yeager. Pero la realidad es mucho más interesante. Jackie “Jack” Ridley fue uno de los ingenieros más brillantes de la Fuerza Aérea en 1947. Había sido un alumno estrella del brillante aerodinámico de Caltech Theodore von Kármán. Su ingenio campesino llevó a muchos a subestimar su mente aguda como una navaja. Yeager, que carecía de experiencia en ingeniería, se basó en gran medida en Ridley para comprender los factores aerodinámicos involucrados en romper Mach 1. Esto no solo ayudó a asegurar el éxito, sino que salvó la vida del piloto más de una vez. Frost fue el mejor ingeniero de Bell en el X-1. Su familiaridad innata con el avión cohete y sus sistemas fue crucial para el éxito del proyecto.

“Jack Ridley era casi un gemelo de Dick Frost”, dijo Cárdenas. “Eran de diferentes orígenes, pero parecían pensar exactamente igual. Frost manejó todo el hardware directo y las modificaciones del X-1 después de que la Fuerza Aérea se hizo cargo ".

Desde el 6 de agosto hasta el 12 de octubre, Cárdenas y su equipo llevaron a Yeager y al X-1 para tres vuelos sin motor y ocho con motor, cada uno acercándose a la meta de Mach 1. Los vuelos siempre se realizaban temprano en la mañana para que Yeager no tener el sol en los ojos cuando aterrizó en el lecho del lago.


Yeager (izquierda) y el ingeniero de la Fuerza Aérea, Capitán Jack Ridley, se encuentran junto a 46-062, que el piloto llamó "Glennis glamoroso" en honor a su esposa. (Fuerza Aérea de EE. UU.)

La noche anterior a cada vuelo, se bombeó nitrógeno líquido, utilizado para impulsar las bombas de combustible y los controles del X-1, a los 14 tanques esféricos. Luego, el avión retrocedió hasta el foso de forma especial. Cárdenas condujo el B-29 sobre el foso, guiado por las señales del jefe de equipo Jack Russell y el resto del personal de tierra. Cuando la bahía de bombas estaba directamente sobre el avión X naranja, se colgaban pesadas correas debajo para izarla.

Russell era un hábil y dedicado mecánico de Bell, responsable de mantener el X-1 en mantenimiento y su motor cohete XLR11 en funcionamiento. En resumen, se aseguró de que el X-1 estuviera listo para volar. “Sin Jack Russell, no hubiéramos llegado a Mach 1”, dijo Cárdenas.

Antes del amanecer, el B-29 fue remolcado a la instalación de abastecimiento de combustible, donde un camión cisterna modificado llenó el X-1 con 3,000 libras de combustible de oxígeno líquido y alcohol etílico. El tiempo era esencial, ya que el LOX comenzó a hervir de inmediato, formando una capa de escarcha en el fuselaje. Mientras Russell supervisaba la carga de combustible, Cárdenas y su tripulación realizaron la verificación previa al vuelo y sacaron las hélices del B-29 antes de encender los motores.

Cárdenas y el copiloto Ridley llevaron el B-29 a la pista, con Yeager sentado en una caja de manzanas vacía detrás del piloto. Cárdenas dijo que levantar el B-29 en el aire con el X-1 de 13,000 libras a bordo fue una operación delicada. "El vientre del X-1 colgaba a menos de dos pies del suelo", explicó. “Solo pude levantar la rueda de morro unas veinte pulgadas de la pista para evitar raspar la cola del X-1. Observé el horizonte a través de la nariz. Fue una cuestión de sentir el aire y usar mi experiencia para tirar del yugo lo suficiente para generar sustentación ".

A 12.000 pies, Yeager, con Ridley detrás de él, se arrastró por la escotilla hasta la bahía de bombas sin presión. La temperatura del aire estaba muy por debajo de cero y la corriente de aire aullaba en el espacio confinado. Vestido solo con un traje de vuelo y una chaqueta de cuero, Yeager subió a la escalera que se encontraba en el lado derecho de la bahía de bombas y luego se abrió paso hasta la escotilla del X-1 fuera del B-29. Ridley permaneció en la escalera mientras otro tripulante bajaba la puerta X-1. Ayudó a Yeager a colocarlo en su lugar.

Los siguientes pasos fueron desconectar el X-1 de la alimentación del B-29 y luego verificar que su batería interna funcionara correctamente. Después de una verificación de radio para vincular a Yeager con la tripulación del B-29, se utilizó el regulador de nitrógeno de primera etapa para presurizar el LOX y los tanques de combustible.


El equipo X-1 incluía (desde la izquierda) a Ed Swindell, Bob Hoover, Bob Cardenas, Yeager, Dick Frost y Ridley. (Centro de pruebas de vuelo de la USAF)

Cárdenas subió el B-29 a 25,000 pies, manteniéndose lo suficientemente cerca del lago seco Rogers para que Yeager se deslizara hacia un aterrizaje seguro si fallaba el motor del cohete del X-1. “Hice un giro largo hasta que estuvimos a unas 40 millas”, dijo Cárdenas. "Luego bajé el morro del B-29 y avancé los aceleradores a 250 nudos de velocidad indicada".

Cuando todo estuvo listo, Cárdenas inició su cuenta regresiva verbal de 10 a cero. “Levanté la mano para que Ridley se preparara. Cuando llegué a cero, dejé caer mi mano y él tiró de la manija de liberación ".

Una vez que Yeager estuvo libre del B-29, estaba solo, excepto por los dos aviones de persecución Lockheed F-80, piloteados por Frost y Hoover. Frost voló bajo en persecución de la caída inicial en caso de que algo saliera mal, lo que a menudo sucedía. Como piloto de pruebas experimentado y uno de los primeros hombres en pilotar el X-1, sabía cómo solucionar o solucionar la mayoría de los problemas.

Hoover, hoy recordado como uno de los mejores pilotos de Estados Unidos, voló en persecución a unas 10 millas por delante del B-29 para darle a Yeager un punto de mira. Después de que las cuatro cámaras de cohetes del X-1 se encendieron, pasó como un rayo junto a Hoover como si estuviera parado.

Mientras tanto, Cárdenas y Ridley rodearon para aterrizar. “Una vez que dejamos caer a Chuck, todo lo que pudimos hacer fue ver cómo su estela blanca se alejaba hacia el cielo azul”, dijo Cárdenas.

Cada vuelo presentaba desafíos, y uno casi terminó en desastre cuando Ridley tiró del disparador y el X-1 no pudo soltarse. Después de consultar con el copiloto, Cárdenas le dijo a Yeager que tirara el combustible del X-1 y volviera a subir al B-29. “Solo podía tirar la mitad del combustible”, recordó Cárdenas. "Tuve que hacer un aterrizaje de tres puntos casi perfecto para evitar que el X-1 golpeara el suelo".

Durante un vuelo, el parabrisas de Yeager se congeló tanto que no podía ver, por lo que Dick Frost lo convenció de que aterrizara a ciegas en el lecho del lago. El problema de la formación de hielo persistió hasta que al indispensable Jack Russell se le ocurrió una solución simple. Antes de cada vuelo, aplicó una capa de champú Drene a la superficie interior del dosel. Resolvió el problema y continuaron usándolo incluso después de que la Fuerza Aérea encontró un producto químico que costaba $ 18 la botella.

En el séptimo vuelo motorizado, a principios de octubre, el equipo chocó contra una barrera real que amenazaba con detener todo el programa.

“Chuck perdió la efectividad del elevador a .92 Mach”, explicó Cárdenas. “Todos nos sentamos en el hangar y hablamos sobre qué hacer. Frost dijo: 'Bueno, Bob, creo que la onda de choque se está acercando a la bisagra del ascensor y la está apagando. Pero construimos el estabilizador horizontal para que se pudiera desbloquear para subir y bajar. Puedo llevarlo al hangar y ponerlo en un engranaje helicoidal vertical para que funcione con el sistema de nitrógeno. Eso le permitiría a Chuck ajustarlo en vuelo. "Me volví hacia Ridley y le pregunté:" Jack, ¿crees que esa cola se va a salir volando la primera vez que Chuck intente ajustarla en vuelo? "Jack dijo:" Yo no ". no lo sé, Bob '".

Esto puso a Cárdenas como gerente de proyecto en una posición difícil. Tenía que decidir si permitiría que Frost y Russell modificaran el estabilizador del X-1 y correr el riesgo de que se rompiera a .92 Mach. Si hubiera seguido el protocolo normal, habría enviado el X-1 de regreso a Wright Field para un análisis estructural completo por parte de un equipo de ingenieros de Bell y Air Force. Eso llevaría semanas. Pero tenía un as en la manga. "Recibí esa nota del coronel Boyd", dijo con una sonrisa. “Quería que el proyecto se hiciera 'breve'. Así que le dije a Dick: 'Mételo en el hangar y hazlo'. Asumí la responsabilidad. Sabía que Dick y Jack harían todo lo posible para que funcionara ".

En el siguiente vuelo, cuando Yeager se acercó a .92 Mach, las ondas de choque golpearon el elevador, inutilizando sus controles de tono. Pero la maravillosa modificación de Dick Frost salvó el día cuando Yeager bajó el estabilizador dos grados y recuperó el control. A .94 Mach, los golpes cesaron por completo.

El objetivo final del equipo estaba a su alcance, pero Cárdenas pronto tuvo otra seria preocupación en su mente. “Dos noches antes de que intentáramos romper Mach 1, recibí una llamada de alguien. No sé quién era, pero la persona que llamó dijo que Chuck había chocado con una cerca en su caballo en Pancho's [Pancho Barnes ’Happy Bottom Riding Club] y se había roto dos costillas. "Sé lo que tiene que hacer", dijo la persona que llama, "y sé que usted está a cargo. Pensé que deberías saberlo ''. A partir de ese momento tuve mucho en qué pensar. ¿Debería sacar a Chuck del vuelo y dárselo a Hoover? Bob era un piloto excelente, pero le debía permitirle tener un par de vuelos a motor antes de intentar volverse supersónico. Pero Boyd quería que se hiciera breve. Estuvo en mi mente durante dos días. Si dejaba volar a Chuck y le pasaba algo, sería culpa mía. Mi cuello estaba estirado una milla ".

Yeager no sabía que Cárdenas sabía sobre las costillas rotas. “Chuck nunca dijo nada”, recordó Cárdenas, “y Hoover también guardó silencio”.

Había pocas dudas de que Yeager podría hacer el intento de Mach 1 incluso con las costillas rotas. Pero después de subir al X-1, todavía tendría que cerrar y trabar la escotilla, lo que requeriría algo de peso y apalancamiento.


Un segundo B-29 y un Lockheed F-80 acompañan a la nave nodriza B-29 mientras desata el X-1. (Fuerza Aérea de EE. UU.)

A Jack Ridley se le ocurrió una solución simple, usando un palo de escoba. Esta se ha convertido en una de las leyendas que rodean la historia de X-1. En Lo correcto, Ridley corta un trozo de la escoba que utiliza Russell.

"La parte de la película en la que Ridley corta la escoba de Jack Russell es engañosa", comentó Cárdenas. “Russell estaba a cargo de mantener el X-1 en mantenimiento. Y eso también significaba mantenerlo limpio. Era un fanático de mantener la arena y el polvo fuera del hangar. Estaba barriendo y limpiando constantemente. Ese X-1 era su bebé. Pero en la película ni siquiera se menciona su papel real ".

En la noche del 13 de octubre, Cárdenas, después de sopesar todos los factores para el éxito o el fracaso, decidió dejar que Yeager intentara romper Mach 1. Pero la tensión entre el personal de la Fuerza Aérea, los científicos de la NACA y los ingenieros de Bell era palpable. La mañana del 14 de octubre no fue diferente de la rutina que comenzó en Pinecastle casi dos años antes, con una gran excepción.

“Estaba pasando por nuestra verificación previa al vuelo habitual cuando un F-80 aterrizó en la base”, recordó Cárdenas. “Fui a ver quién era. Viene el coronel Kendall Paul, uno de los ayudantes de Boyd. Le pregunté qué estaba haciendo allí y me dijo: "Bob, hoy estoy aquí para ser tu copiloto". Supe de inmediato que, de alguna manera, Boyd se había enterado de las costillas rotas de Chuck. Envió a Paul para que fuera el que realmente dejó caer el X-1. Boyd sabía que mi cuello estaba estirado una milla. Asumió la responsabilidad. Ese es el tipo de líder que era. Respaldó a sus hombres ".

Cárdenas y su tripulación llevaron el X-1 a 25.000 pies. El coronel Paul tiró del disparador y el avión cohete quedó libre.

Ese día, el cielo sobre Muroc fue sacudido por un boom sónico. “Escuchamos que su medidor de Mach había fluctuado a Mach 1.06”, dijo Cárdenas. “Chuck había roto la barrera y eso fue genial, pero era solo un hombre en un gran equipo. Chuck fue quien lo hizo, pero estaba lejos de estar solo en el cielo ".

Hoy, el cielo sobre el Centro de Pruebas de la Fuerza Aérea en Edwards AFB resuena con los sonidos de aviones militares y de investigación avanzados. El lecho del lago todavía sirve como un aeródromo, marcado por largas filas de pistas y áreas de taxi. El pozo especial para el X-1 todavía está allí, un extraño remanente de una era desaparecida. Pero la mayoría de los hombres que dieron el primer salto a la era supersónica se han ido. Jack Ridley murió en un accidente aéreo en Japón en 1957. Hoy, el Centro de Control de la Misión de Edwards lleva su nombre en su honor. Dick Frost pasó a desarrollar sistemas de escape y otros aviones de alta velocidad. Murió en 1996. Jack Russell murió en 1997. Además de Chuck Yeager, sólo Bob Cárdenas, ahora un general de brigada retirado que vive en San Diego, lleva la antorcha de la primera incursión de la humanidad en el reino supersónico.

El colaborador frecuente Mark Carlson es el autor de Volar en el cine: un siglo de aviación en el cine 1912-2012 y El escuadrón perdido de los marines: la odisea del VMF-422. Otras lecturas: Campana X-1, por Peter Davies Vuelo supersónico: rompiendo la barrera del sonido y más allá, por Richard P. Hallion y Persiguiendo al demonio, de Dan Hampton.

Esta función apareció originalmente en la edición de mayo de 2019 de Historia de la aviación. ¡Suscríbete aquí!


Campana X-1

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Campana X-1, también llamado X-1, Avión de investigación supersónico estadounidense propulsado por cohetes construido por Bell Aircraft Corporation, el primer avión en superar la velocidad del sonido en vuelo nivelado. El 14 de octubre de 1947, un X-1 lanzado desde la bahía de bombas de un bombardero B-29 y pilotado por el capitán de la Fuerza Aérea estadounidense Chuck Yeager sobre el desierto de Mojave de California rompió la barrera del sonido de 1.066 km (662 millas) por hora en una altitud de 13.000 metros (43.000 pies) y alcanzó una velocidad máxima de 1.126 km (700 millas) por hora, o Mach 1,06.

Diseñado exclusivamente para la investigación, el X-1 tenía alas delgadas, no barridas y un fuselaje modelado a partir de una bala de .50 pulgadas. Su longitud era de 9,4 metros (31 pies) y su envergadura de 8,5 metros (28 pies). Fue propulsado por un motor cohete de combustible líquido diseñado, construido y probado por el ingeniero estadounidense James Hart Wyld. La experiencia adquirida en las pruebas X-1 condujo al desarrollo del avión cohete X-15.

La aeronave que batió récords pilotada por Yeager ahora reside en el Museo Nacional del Aire y el Espacio de la Institución Smithsonian en Washington, D.C.

Los editores de Encyclopaedia Britannica Este artículo fue revisado y actualizado por última vez por Amy Tikkanen, directora de correcciones.


Bell X-1 rompe la barrera del sonido - Historia

Pronto se le otorgó un contrato a Bell para la construcción de tres aviones XS-1 (supersónico experimental - 1), aunque la parte 'S' de la designación se eliminó más tarde. El fuselaje fue modelado después de una bala calibre .50 para reducir la resistencia. La forma corpulenta también proporcionó un volumen interno significativo para un potente motor de cohete, combustible y equipo de recopilación de datos.

Aunque el X-1 había sido diseñado originalmente para despegues convencionales, todos los vuelos menos uno fueron llevados en alto por un avión nodriza B-29 o B-50 Superfortress. El X-1 fue elevado a una altitud de 20.000 pies (6.100 m) antes de ser liberado para encender sus motores cohete. Esta técnica resultó ventajosa, ya que mejoró la seguridad en las operaciones terrestres y también aumentó enormemente el rendimiento de la aeronave.

El programa de pruebas de vuelo comenzó con algunas pruebas de planeo y vuelos a motor, pero el vuelo más importante del X-1 se produjo el 14 de octubre de 1947. Fue en esta fecha que el capitán Charles Yeager se convirtió en el primer piloto en romper la "barrera del sonido "cuando alcanzó Mach 1.06 a 43.000 pies (13.120 m) sobre el desierto de Mojave cerca de Muroc Dry Lake, California. Unos días más tarde, el X-1-1 también estableció un récord de altitud al alcanzar los 21,935 m (71,900 pies).

Tras la pérdida del X-1-3 en un accidente en tierra, la NASA ordenó otros tres ejemplos llamados X-1A, X-1B y X-1D para explorar el vuelo a Mach 2. Chuck Yeager estableció un nuevo récord de velocidad de Mach 2,44 a bordo del X-1A en 1953, pero tanto este modelo como el X-1D se perdieron tras las explosiones de propulsión. A pesar de estos peligros, el X-1-2 fue reconstruido como el X-1E para realizar más experimentos en Mach 2 y más allá. Este modelo se convirtió en uno de los más rápidos y de mayor vuelo de la serie gracias a su peso y resistencia reducidos.

El programa X-1 se completó en 1958, pero su impacto en la historia de la aviación es considerable. Los tres modelos X-1 supervivientes, incluido el histórico X-1-1, se han conservado en sitios de todo el país.

Datos a continuación para X-1-1
Última modificación el 27 de septiembre de 2009


Cómo el trabajo en equipo ayudó al X-1 a romper la barrera del sonido

Hace setenta y un años, el 14 de octubre de 1947, el capitán de la Fuerza Aérea del Ejército de los EE. UU. Chuck Yeager pilotó el avión cohete Bell X-1 en el primer vuelo exitoso de la historia más allá de Mach 1. Rompió la llamada barrera del sonido, pero muchos otros muros fueron demolidos para llevarlo allí.

Metas posteriores a la Segunda Guerra Mundial

Hacia el final de la Segunda Guerra Mundial, los cazas propulsados ​​por hélice alcanzaban velocidades máximas de más de 400 mph. Los jets los dejaron atrás, y estaba claro que la velocidad del sonido (750 mph al nivel del mar) estaba al alcance. Sin embargo, había un problema: la herramienta esencial de recopilación de datos de los aerodinámicos, el túnel de viento, no estaba al día. No había ninguno que pudiera empujar el aire más allá del sonido de velocidad de una manera práctica. Si bien la mayoría de los ingenieros se burlaron de la idea de la llamada barrera del sonido, estaba claro que el vuelo supersónico tenía desafíos desconocidos y diseñar para ellos era desalentador.

En 1944, los líderes de la principal agencia de investigación aeronáutica de Estados Unidos, el Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (NACA, el predecesor de la NASA) pensaban que los túneles de viento supersónicos tendrían que esperar. Era hora de dar un salto adelante y desarrollar aviones utilizados expresamente para investigar el nuevo reino de Mach 1. La Armada y el Ejército, que buscaban asegurar el dominio en el aire después de la Segunda Guerra Mundial, estuvieron de acuerdo.

Por estatuto, la NACA no podía construir aviones. Desde su fundación en 1917, participó en la investigación aeronáutica utilizando aviones comerciales, túneles de viento y otros medios para promover el arte y la ciencia de la aviación. Los militares también tenían sus brazos de investigación, incluida la Oficina de Aeronáutica y el Comando de Material de la Fuerza Aérea de la Armada, y querían una mayor participación en el desarrollo de nuevos aviones. En 1944, todos combinaron fuerzas por primera vez y buscaron varias empresas estadounidenses para diseñar, construir y probar un avión de investigación supersónico. Fue una alianza única y tuvo un comienzo difícil.

Bell Aircraft en el estado de Nueva York se adjudicó un contrato con la Fuerza Aérea y la NACA para el MX-653 propulsado por un cohete del tamaño de un caza. La Armada permaneció a bordo, pero se dividió en otra dirección con algunos diseños de aviones Douglas con propulsión a chorro. Se eligieron motores de cohete para el MX-653 porque producían más empuje que los jets. El inconveniente fue que agotaron su suministro de combustible en unos 10 minutos. Pronto se hizo evidente que el concepto original del avión despegando del suelo y subiendo a su nivel de vuelo óptimo a 30.000 pies no dejaría suficiente energía para volverse supersónico. Todo lo que alguien quería eran unos buenos dos minutos de vuelo nivelado para alcanzar Mach 1 (bucear en busca de velocidad era como hacer trampa). Así que ese plan fue descartado a favor de la sugerencia de Bell de usar un B-29 modificado para llevar el avión en su vientre a unos 20.000 pies, donde sería liberado y estaría en su camino alegre hacia lo desconocido. El vuelo terminaría con un deslizamiento de regreso a la pista.

El MX-653 fue diseñado con un aporte considerable de la NACA, no siempre bienvenido por Bell. Hubo disputas sobre la supervisión, cuyos pilotos, Bell o NACA, volarían el avión y dónde se debería probar el avión (la NACA quería volar en su base de operaciones en Langley, Virginia).

Pasos finales

Cuando el avión se acercaba a su finalización en noviembre de 1945, la Fuerza Aérea, con paternal firmeza, estableció la ley para mantener las cosas en movimiento. También designó el avión XS-1 (para Experimental Supersonic-1). Y por cierto, también se iba a hacer otro XS-1 (usando alas más gruesas), y una vez que volaran, otro.

En diciembre de 1945, el XS-1 # 1 estaba listo para volar. La NACA perdió su batalla territorial debido al desagradable clima invernal de Virginia. Para mantener el programa en marcha, los vuelos de prueba de deslizamiento comenzaron en enero en la Base Aérea de Pinecastle, Florida, con un piloto de Bell a los controles. Mientras tanto, estaban en marcha planes para trasladar todo al puesto de avanzada aislado de la Fuerza Aérea en el desierto al norte de Los Ángeles, la Base Aérea de Muroc. El grupo de la NACA no estaba satisfecho. Tendrían que reubicarse por completo y establecer una tienda. Oh bien.

En junio de 1946, la Fuerza Aérea quería asentar este negocio de la barrera del sonido y pasar a vuelos más altos y más rápidos. Estableció un plan: la Fuerza Aérea pondría al XS-1 # 1 en el carril rápido a Mach 1 usando uno de sus pilotos, mientras que la NACA puede usar XS-1 # 2 para continuar los vuelos de investigación a su propio ritmo glacial usando pilotos de NACA. .

Después de 12 vuelos de prueba más con el piloto de Bell Slick Goodlin, XS-1 # 1 se entrega al Capitán Yeager, de 24 años, el 6 de agosto de 1947. Rompe Mach 1 en su 13 ° vuelo (incluido un vuelo en XS- 1 # 2).

Un legado de trabajo en equipo

El programa XS-1 logró involuntariamente mucho más que su objetivo supersónico. Reunió a lo mejor de la comunidad científica de la aviación, el ejército y la industria por primera vez para perseguir una misión común en un reino de vuelo desconocido. Los egos en conflicto y las guerras territoriales finalmente se resolvieron cuando los jugadores se vieron obligados a trabajar juntos y formar una nueva comunidad en la Base Aérea de Muroc. Solo entonces Muroc floreció como un santuario para ingenieros brillantes y volantes inadaptados con el material adecuado. Renombrado como Base de la Fuerza Aérea Edwards, ha sido el lugar rebelde que ha influido en casi todos los aspectos de volar (en la Tierra y otros mundos) desde entonces.

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* Este artículo se publicó originalmente en la edición de septiembre / octubre de 2017 de Aloft y se ha actualizado para su distribución digital.


Historia de Mach 1: Hace 73 años y # 8211 Yeager rompe la barrera del sonido

El 10 de junio de 1948, la Fuerza Aérea de EE. UU. confirmado que Capt. Chuck Yeager había alcanzado repetidamente velocidades supersónicas en el Bell X-1.

Fondo

Pero estaba encendido 14 de octubre de 1947, que Chuck Yeager, ahora de 97 años y general de brigada (retirado), Realmente rompió la barrera del sonido por primera vez.

Lo conocí en su 50 aniversario de esa fecha anterior en Washington DC, el 14 de octubre de 1997 & # 8212 cuando se retiró como consultor militar y una vez más rompió la barrera del sonido, esta vez en un F-15.

Fue en esta ocasión en 1997 cuando habló en la Museo Smithsonian del Aire y el Espacio. Nos contó cómo lo hizo, en la habitación contigua a la galería donde Campana X-1 se cuelga el avión cohete. Este es un hombre con & # 8220The Right Stuff. & # 8221 De hecho, viste sus hazañas en la película con ese nombre.

Yeager en un F-15, 1997

[ Grabé lo siguiente en la oscuridad desde la última fila de un cine IMAX en el Smithsonian Air & amp Space Museum en el evento de 1997 escribiendo en mi computadora de bolsillo Psion. La transcripción es un poco tosca y no entendí todas las partes técnicas. Él & # 8217 es increíblemente agudo para & # 8216sólo & # 8217 tener una educación secundaria. Tiene predilección por el lenguaje & # 8220colorful & # 8221. ]

Yeager llega a Mach 1

Bell X-1 en el Smithsonian Air & amp Space Museum

& # 8220 Esta mañana, antes de esta charla, me metieron en un recolector de cerezas y me subieron al X-1. ¿Fue espantoso? Diablos, por lo general me metía en él a varios kilómetros en el aire. Hace 48 años fue el último vuelo del X-1. Cuando entré hoy, encontré un centavo en el piso de 1950.

& # 8220 En 1942-3, Major Cocher en Wright Field concibió la idea de vuelo supersónico ya que estaban al 60-80% de Mach. NACA, el predecesor de la NASA, controlaba todos los vuelos de investigación. En 1944, el Army Air Corp contrató dos X-1 de Bell Aircraft Company.

& # 8220Estos fueron volados por pilotos de Bell. Slick Goodwin había negociado un bono de $ 150K por 1.1 Mach. Antes de esto, había recibido solo $ 10K por .8 Mach para la Fase 1. Pero el Ejército estaba gastando solo $ 3M para todo el programa. Wright Field ofreció probadores militares, como yo, por & # 8216free. & # 8221

Después de la Segunda Guerra Mundial

& # 8220 Regresé a casa de la guerra en enero de 1945 y me gradué en agosto. De 120 pilotos, yo, piloto de mantenimiento, fui su primera elección. En Muroc [Air Force Base], el X-1 usó oxígeno líquido (LOX) para un vuelo de 2,5 minutos. Me lanzaron desde un B29 desde 25-26K pies de altura. Había 5K libras. de nitrógeno líquido a lanzar para presurizar la LOX y el agua-alcohol. Sabíamos de la turbulencia subsónica del P51, P80 y P84 en la guerra. En consecuencia [y usó `en consecuencia & # 8217 en casi todas las demás frases], el conductor del B29 nos llevó hasta 10K pies, luego me subí. & # 8221

Después le pregunté si era cierto lo que vimos en la película & # 8220The Right Stuff & # 8221 que antes del vuelo se cayó del caballo y se rompió algunas costillas.

& # 8220 ¡No, eso sería crueldad con los animales! En realidad, el caballo chocó contra una cerca, & # 8221 él dijo.

& # 8220A Avión de persecución B80 seguido. Hicimos una inmersión en el B29 a 240 mph. Había cuatro interruptores para encender cada uno de los cuatro motores. Está muy oscuro debajo del avión, luego muy brillante después de que despegué y salí de debajo del B29.

& # 8220 Hicimos nueve vuelos primero. Pero el séptimo vuelo era de .94 Mach y el avión se estaba lanzando. Le dices a alguien algo con la suficiente frecuencia y empiezas a creerlo tú mismo. Pasaría a 2G (gravedad) porque la efectividad del ascensor se estaba perdiendo a medida que la onda de choque retrocedía, pero no podía girar. Entonces, al estabilizador horizontal, le pusimos un poco de aceite 3 en 1 [y desarrollamos la & # 8220 cola voladora & # 8221]. El medidor de Mach solo llega a 1.0 Mach, pero la sacudida se detuvo en 1.07 Mach. Esto fue el 14 de octubre. El 18 de septiembre, la Fuerza Aérea del Ejército se convirtió en la Fuerza Aérea de EE. UU. & # 8221

Debe ir más rápido

& # 8220Ahora esto abrió Pandora & # 8217s Box. Tuvimos que llegar a Mach 2. He pilotado muchos motores de GE y me alegro de que patrocinen estas conferencias para que pueda ver cómo se gastan los dólares de sus impuestos. No me importaba que mi vuelo fuera [anteriormente] "clasificado" porque estábamos introduciendo información en una investigación en la que añadimos una cola voladora en lugar de un estabilizador horizontal fijo. [Esto ayudó al esfuerzo del avión de guerra], los F86 contra los MiG fueron mejores porque derribamos 10 a 1 en Corea. Ofrecimos $ 100K y ciudadanía estadounidense por un MiG y un teniente norcoreano voló uno hacia abajo. A los franceses, británicos y soviéticos les tomó 5 años descubrirlo [la cola voladora].

& # 8220 Había el X-1, X-2, X-3, X-4, X-15, que eran fechas de contrato pero el X-4 era el más avanzado de Northrop. El DH108 pasó a .94 Mach, pero si no retrocedía cuando se inclinaba, guiñaba y giraba, se volvería divergente.

& # 8220 La aguja X-3 se sumergía a 1.06 pero era inestable. El X-5 fue el primer ala de barrido que entró en el F111. Podríamos barrer 20-60 grados. & # 8221

Yeager llega a Mach 2

& # 8220El X-1A usó peróxido de hidrógeno como vapor para impulsar el LOX. No pesaba 12K libras. cargado / 6K lbs. vacío, pero 15K lbs. cargado / 5K lbs. vacío y podría durar 4 minutos [no 2,5 minutos].

& # 8220El primero de noviembre de 1953, hice el primer vuelo, poco después del 50 aniversario (17 de diciembre) de Wright Brothers & # 8217 vuelo & # 8230 4.5 minutos de vuelo después de ser lanzado desde B50, 3 motores a 36K pies. Vamos a ir a 60K pies a 1.5 Mach. Los ingenieros de Bell sospechaban que a 2,3 Mach, se dispararía & # 8216squirrelly & # 8217 porque la onda de choque golpearía el estabilizador. En el cuarto vuelo: 0.8 Mach a 45K pies y el traje de presión y la placa frontal # 8217s se empañaron y no pude ver nada.

& # 8220 Estaba sentado frente al gas congelado y no hicimos nada para calentar la cabina. Yo & # 8217d & # 8216 empujo & # 8217 A 60k pies y estaba nivelando a 80K de alimentación y estaba haciendo 31 millas por minuto. Golpeé 2.3 Mach y se inclinó hacia la izquierda. A 40 grados, estaba en el timón a la derecha completo, 3 Gs. Ahora estaba girando dos veces por segundo [fuera de control]. Estaba golpeando Gs alto y estaba desorientado. Creo que mi casco golpeó el dosel. Subí el reóstato para desempañar la placa frontal del traje de vuelo.

& # 8220 A 25K pies salí a 60 millas de la base. Todo en 51 segundos. Aquí & # 8217s la transcripción [ahora desclasificada] con algunos coloquialismos de Virginia Occidental. [Lo mostró junto con un cortometraje de sus revoluciones antes de que se desatara la cámara. ]

& # 8220El 12 de diciembre, antes del vuelo a las 4:30 de la madrugada, fui a cazar patos. Llegué a casa después y mi esposa Glennis [por lo que el X-1 se llama & # 8216Glamorous Glennis & # 8217] vio mis ojos inyectados en sangre por tirar de G y ella dijo, & # 8216¿Qué te pasó? & # 8217 A las 5 de la tarde de ese día di una charla en el Ejército- Navy Club y llegué a casa a la 1 am de la mañana siguiente. & # 8221

Preguntas y respuestas después

P: ¿Cuál es tu avión favorito y el que menos te gusta?

R: & # 8220Mi avión favorito es siempre el último avión que he volado. Son como coches de lujo. Estoy volando el F-22 y el F-23. Volé algunos Harrier & # 8217s que no me gustaban & # 8217t. & # 8221

P: ¿Alguna vez quisiste volar en el programa espacial, el Transbordador, por ejemplo?

R: & # 8220 No me habría importado el asiento de la izquierda, pero no me habría gustado ser uno de los chicos de la parte de atrás vomitando en su barba. Pero no pude volar en el programa espacial porque requería un título universitario y solo tenía una educación secundaria. & # 8221

[Fue un verdadero placer, después de su charla, conseguir su autógrafo para mi hijo frente a una imagen del robot Mars Sojourner, impulsado por Java. & # 8220 & # 8230 de generación en generación. & # 8221]


¿Qué pasa con los humanos rompiendo la barrera del sonido?

Ahora, hablemos de que los humanos alcancen la velocidad transónica. Los objetos impulsados ​​por humanos lo han estado haciendo durante milenios & # 8212 el crujido de un látigo es la punta que crea un pequeño boom sónico cuando cruza la barrera del sonido & # 8212 pero las primeras personas en acercarse fueron los pilotos de la Segunda Guerra Mundial.

En las inmersiones, los aviones de hélice, como el Mitsubishi Zero, el Supermarine Spitfire y el Lockheed P-38 Lightning, podrían acercarse lo suficiente al rango transónico como para experimentar problemas. Condujo a muchos choques donde el aumento de la presión aerodinámica en las superficies de control hizo imposible que el piloto saliera de la inmersión, aunque los fabricantes de aviones resolvieron principalmente los problemas con modelos posteriores.

Durante la Segunda Guerra Mundial, algunos pilotos afirmaron que habían roto la barrera del sonido en una inmersión, aunque sus informes no se consideran muy creíbles. Los indicadores de velocidad aérea no son precisos en el rango transónico, y los aviones que estaban usando generalmente comenzaron a experimentar serios problemas por encima de Mach 0.85. Por ejemplo, cada vuelo de más de 0.84 que voló el P-51 Mustang causó daños por vibración en la aeronave. Un Spitfire llevado a Mach 0,92 se vio obligado a aterrizar después de que el motor se dañara por exceso de revoluciones. Es posible que algún piloto de combate rompiera Mach 1.0 en un avión de hélice a durante la inmersión, sin embargo, es solo que murieron haciéndolo.

La primera persona creíble que pudo haber roto la barrera del sonido fue Lothar Sieber, piloto de pruebas de la Luftwaffe. Volaba un Bachem Ba 349 Natter, un avión experimental propulsado por cohetes de despegue vertical; en otras palabras, estaba sentado encima de un misil. El vuelo duró solo 55 segundos y voló casi 9 millas antes de estrellarse contra el terreno y morir. Si bien no se realizó un seguimiento de la velocidad de vuelo, es el primer caso de alguien que pilota un avión sin lugar a dudas capaz de superar Mach 1. Los misiles no tripulados, como el V-2 alemán, para entonces alcanzaban Mach 4.

Durante la guerra, los militares británicos y estadounidenses investigaron aviones supersónicos de alta velocidad, pero no fue hasta después de la guerra que sus esfuerzos dieron sus frutos. La compañía Bell Aircraft desarrolló el Bell X-1 basado en el británico Miles M.52. Fue en este avión donde el primer humano rompió la barrera del sonido en vuelo nivelado.


La leyenda de la Fuerza Aérea Chuck Yeager rompió la barrera del sonido, pero ¿fue realmente el primero en la historia?

El piloto pionero de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Charles & # 8220Chuck & # 8221 Elwood Yeager hizo historia en 1947 como la primera persona en romper la barrera del sonido en un vuelo nivelado. His triumph inspired a book and a movie, while the decorated flight pilot’s career soared for seven decades.

Yeager enlisted in the Army Air Corps in 1941 and gained a solid reputation as a fighter pilot during the Second World War.

The young pilot was then chosen to test the Bell X-1 supersonic research plane in 1947 after completing Flight Performance School Yeager named the craft “Glamorous Glennis” after his wife of two years at the time.

Yeager sitting in the Bell X-1 cockpit, from a print signed by Yeager at Edwards Air Force Base (Jack Ridley)

In October 1947, Yeager flew to 43,000 feet and hit 700 miles per hour over the Mojave Desert, becoming the first human ever to break the sound barrier, also known as Mach 1.

Amazingly, Yeager had broken two ribs in a horse-riding accident just days before the record-breaking flight. Yet, he was philosophical about his injury. “If it became physically impossible to climb into the X-1, then I’d scrub the mission,” Yeager told Popular Mechanics in 1987, adding, “If I could get into the pilot’s seat, I knew I could fly.”

(Left to right) Captain Charles “Chuck” Yeager, Major G Lundquist, and Captain J Fitzger (Keystone/Getty Images)

Yeager went on to describe the record-breaking moment itself.

“The airplane was allowed to continue to accelerate until an indication of .965 on the cockpit Machmeter was obtained,” he said. “At this indication, the meter momentarily stopped and then jumped up to 1.06, and the hesitation was assumed to be caused by the effect of shock waves on the static source.”

The record-setting pilot had flown at supersonic speeds for 18 seconds. “There was no buffet, no jolt, no shock,” he recalled. “Above all, no brick wall to smash into. I was alive.”

“Glamorous Glen III,” Yeager’s P-51D during the Second World War (U.S. Air Force)

After his historic achievement, Yeager ascended the ranks from captain to commander and trained military pilots to become astronauts. He retired from the Air Force in 1975.

Four years later, Yeager was featured in Tom Wolfe’s book “The Right Stuff” and its 1983 film adaptation, in which he played a cameo role as a bartender. He was awarded the Presidential Medal of Freedom in 1985.

Yeager’s feat became the subject of some controversy after the publication of Dan Hampton’s 2018 book “Chasing The Demon: A Secret History of the Quest for the Sound Barrier and the Band of American Aces Who Conquered It.”

Yeager holding a model of the Bell X-1 aircraft in New York City on Oct. 18, 1962 (Hulton Archive/Getty Images)

Allegedly, war hero and test pilot George Welch broke the sound barrier just days before Yeager, but because he worked for aircraft manufacturer North American Aviation and not for the U.S. Air Force, his achievement was not recorded.

“[First secretary of the Air Force, Stuart] Symington put out a directive to North American Aviation saying that the sound barrier will be broken first by the US Air Force,” Hampton writes, as quoted by the New York Post. “The subtext was, I don’t care if you do it, but if you do and it gets publicized, you can say goodbye to these billion-dollar contracts.”

Yeager attends a special 20th-anniversary screening of “The Right Stuff” at the Egyptian Theater in Hollywood, California, on June 9, 2003. (Robert Mora/Getty Images) Yeager attends The Country Music Hall of Fame 2015 Medallion Ceremony in Nashville, Tennessee, on Oct. 25, 2015. (Rick Diamond/Getty Images)

Nevertheless, Yeager’s achievement was unsullied by controversy. On the 50th anniversary of his breaking the sound barrier, he took to the skies and did it again, repeating the extraordinary feat over the Mojave Desert in 2012 at the age of 89.

That year, Yeager told CNN that he hit Mach 1.3 and “laid down a pretty good sonic boom over Edwards [Air Force Base].”

“I really appreciated the Air Force giving me a brand new F-15 to fly,” he said, adding that his team had to keep the plane below Mach 1.4.

“If you want to go Mach 2,” he added, “you start breaking glasses and cracking roof.”


How exactly do you “break” the sound barrier?

It wasn’t long ago that people believed the sound barrier was a physical barrier, a real yet invisible wall.

Until Chuck Yeager broke the sound barrier on October 14, 1947, it was a commonly-held belief that exceeding the speed of sound — breaking the sound barrier — would destroy an aircraft.

Where did these ideas originate? Here’s a quick primer on the sound barrier.

What exactly is the sound barrier?

Today, we know that the sound barrier is the sudden increase in aerodynamic drag that happens when an object approaches the speed of sound — also known as Mach 1. It’s not a physical or solid barrier.

At what speed do you break the sound barrier?

The speed at which you break the sound barrier depends on many conditions, including weather and altitude. It’s approximately 770 mph or 1,239 kmh at sea level.

Why did people believe the sound barrier was a physical wall?

During World War II, pilots reported aircraft tearing apart and instruments freezing when they dove during combat — possibly at the moment they approached the speed of sound. It was described as hitting an invisible wall. [Click here to read more on this topic in the Washington Post archives.]

In the 1940s, the proper design techniques and aerodynamic details for a successful supersonic aircraft were unknown. Aircraft that are not specifically designed to fly supersonically — those having little or no wing sweep and that have thick wings with blunt leading edges — exhibit a sharp rise in aircraft drag as they approach the speed of sound. This increase comes from shockwaves forming in the accelerated flow over a wing, even though the aircraft itself is not yet exceeding the speed of sound. These shock waves cause pressure fields on the wing (and the rest of the aircraft) and can lead to significant flow separation behind the shock waves. Both of these phenomena can create significant aircraft drag. This shock formation and increase in drag is very sudden and large, and tends to be a “barrier” to any further acceleration of the aircraft. At the time, no aircraft had successfully overcome this drag rise, so some predicted that it might not be possible.

Did anything else break the sound barrier prior to 1947?

While bullets and cannonballs had exceeded the speed of sound for years, conventional wisdom held that humans could not exceed it. Further, there was skepticism that aircraft propulsion systems could ever propel an aircraft to the speed regimes in the same way that a projectile achieves this speed by being shot from a gun.

Did drag cause structural failures in WWII aircraft when approaching the speed of sound?

Increase in drag itself is not likely the cause of the structural failures, as drag forces on an aircraft typically do not critically affect the structure. There are two other failure modes that likely caused the destruction of aircraft trying to break the sound barrier in this timeframe. The first is aircraft flutter. Flutter is an unstable coupling of the aerodynamics of the aircraft and the natural vibration modes of the aircraft structure. Flutter is very sensitive to speed, and can be further exaggerated by the effects of shock waves forming on the wings and control surfaces. Flutter can occur almost instantaneously once a certain critical speed is reached, and in a split second the vibrations on the aircraft will exceed the strength of the aircraft — and the structure will catastrophically fail.

The second possible cause is changes to aircraft stability, which can over stress the aircraft to the point of failure. The presence of shock waves can change how the plane responds to gusts or control inputs, and sometimes this can result in an unstable response that leads to full aircraft failure.

Due to the sudden, extreme, and catastrophic nature of these aircraft accidents, and because the pilots rarely survived, very little was learned from each accident that could then be applied to future aircraft designs or modifications. These extreme accidents also fueled the myth that a “sound barrier” existed that no aircraft would ever successfully exceed.

How was the sound barrier broken?

U.S. Air Force Captain Chuck Yeager, officially broke the sound barrier on October 14, 1947 in the Bell X-1 rocket plane. Yeager passed Mach 1 following a drop from a B-29 airplane, proving that an aircraft with passengers could break the sound barrier without injury or harm. The flight took place over Muroc Air Force Base, now known as Edwards Air Force Base, in the California desert. Following this milestone, research continued, and by 1959, the X-15 rocket plane had traveled five times faster than the speed of sound.

What causes a sonic boom?

Pressure waves, aka sound waves, propagate at the speed of sound. When an aircraft is moving faster than the speed of sound (breaking the sound barrier), the pressure waves do not propagate in front of the aircraft, but rather create a wave — similar to the wake of a boat — that follows along with the aircraft. A sonic boom is that sound wave passing by the observer.

Can you see a sonic boom?

This is the moment photographers dream of capturing with one click. But technically, you can’t see a sonic boom without very specialized imaging technology, such as Schlieren imaging, which resolves different densities in air or fluid. After more than a decade of research, NASA successfully captured supersonic shock waves for the first time this year. Click here to check out their images.

With specialized equipment, you might capture a “vapor cone” — the condensation that appears behind an aircraft as it approaches Mach 1. Also known as “shock collars” or “shock eggs,” you’re more likely to see these majestic cloud formations in humid conditions, especially over water. (Unfortunately, you can’t capture a vapor cone with your smartphone.)

And sometimes, if the conditions are right, you can see the sound waves propagating outward from a rocket launch.

Why was breaking the sound barrier such a huge achievement?

Breaking the sound barrier proved that the human body could move without injury at the speed of sound, taking us closer to the possibility of space flight.

What’s a real-life example of the speed of sound?

A great example is thunder, which is the sound caused by lightning. Both occur at exactly the same time, but you see a lightning flash before you hear its thunder because light travels much faster than the speed of sound. It takes the sound of thunder roughly 5 seconds to travel a mile or 3 seconds to travel a kilometer.

According to the National Weather Service, “If you count the number of seconds between the flash of lightning and the sound of thunder, and then divide by 5, you’ll get the distance in miles to the lightning: 5 seconds = 1 mile, 15 seconds = 3 miles, 0 seconds = very close.” Bear in mind that you should be in a safe place while counting — don’t wait to take cover.

Try applying this example the next time you see a fireworks display, especially if you’re watching from a distance.

Do we drag a sonic boom everywhere we go?

No, but we do create sound waves. All sounds are vibrations. Sound is a pressure wave, and we create these waves every time we breathe, move, speak and sing. We even make sound waves in our sleep (some more than others). Our waves are faster than you might think: the speed of sound in air is about 768 mph (1,234 kmph) under normal conditions.

Breaking the Sound Barrier in Chuck Yeager’s words:

“Leveling off at 42,000 feet, I had thirty percent of my fuel, so I turned on rocket chamber three and immediately reached .96 Mach. I noticed that the faster I got, the smoother the ride. Suddenly the Mach needle began to fluctuate. It went up to .965 Mach — then tipped right off the scale … We were flying supersonic. And it was as smooth as a baby’s bottom Grandma could be sitting up there sipping lemonade.” — Chuck Yeager (Source: Yeager: An Autobiography. ed. Bantam, 1986)


Abril de 2001

On October 14, 1946, a small, almost rocket type plane called the Bell X-1 was dropped from a large B-29. Capt. Chuck Yeager fired the X-1 engine and was accelerated past the sound barrier becoming the first man to travel faster than the speed of sound. The speed at which sound travels is known as the sound barrier. The speed of a sound wave actually varies with temperature and air density, increasing about 0.6 m/s for every Centigrade degree temperature increase. At 68° F the speed of sound is about 343 m/s or 767 mph at sea level. Exactly why is this speed called the sound barrier?

A plane produces sound that radiates out from the plane in all directions. The waves propagating in front of the plane get crowded together by the motion of the plane. As the plane approaches the speed of sound, the sound pressure "waves" pile up on each other compressing the air. The air in front of the plane exerts a force on the plane impeding its motion. As the plane approaches the speed of sound, it approaches this invisible pressure barrier set up by the sound waves just ahead of the plane. The compressed air in front of the plane exerts a much larger than usual force on the plane. There is a noticeable increase in the aerodynamic drag on the plane at this point, hence the notion of breaking through the "sound barrier." When a plane exceeds the speed of sound it is said to be supersonic. Often supersonic speeds are referred to in terms of a Mach number. The Mach number is the speed of the object divided by the speed of sound. Thus Mach 3 means three times the speed of sound.

Imagine a boat traveling through the water. The boat pushes the water and a wave crest goes out from the bow of the boat and spreads across the lake. This conical bow-wave visible on the surface of water, called a wave-front, is similar to an airplane&rsquos sonic boom. When an aircraft is flying at supersonic speeds the sound pressure forms a cone whose vertex is at the nose of the plane. Consider a supersonic aircraft flying toward you while you look up at it from the ground. Initially, you hear nothing because the plane is moving faster than the sound itself but when the sound pressure cone arrives at your ear you hear a boom. An object traveling through the air causes sound wave energy (air) to pile up along a conical line (like the bow wave of a boat) called a wave-front. As these waves pile up, a very large pressure difference exists across the wave-front, which is called a shock wave. As this wave-front passes an individual, the sudden pressure differential or change in pressure creates the "sonic boom" that we hear.

Anything exceeding the speed of sound creates a "sonic boom", not just airplanes. An airplane, a bullet, or the tip of a bullwhip can create this effect they all produce a crack. This pressure change created by the sonic boom can be quite damaging. In the case of airplanes, shock waves have been known to break windows in buildings. Shock waves have applications outside of aviation. Kidney and gallstones are broken up with a technique called extracorporeal shock-wave lithotripsy. This technique uses waves that are outside our normal hearing range but nevertheless are still waves. A shock wave is produced outside the body and focused by a reflector so that it converges on the stones. The stress created by the shock waves causes the stones to be broken into small pieces that can then be eliminated.


Ver el vídeo: Cómo se rompe la barrera del sonido? Discovery en Español