Číslo Mach znamená víc, než si myslíš

Chtěli jste někdy být pilotem? Věděl, že cíl bez plánu je jen touha (slova velkého klasika Antoine de Saint-Exupery). Za zmínku stojí, že nebyl jen spisovatel, ale i profesionální pilot.

Absolutně všichni lidé spojovaní s oblohou absolvují kurzy aerodynamiky. Toto je věda o pohybu vzduchu (plyn), který také studuje vliv tohoto média na efektivnější objekty. Jednou z částí aerodynamiky jsou rysy letu nadzvukových letadel. A zde student uvidí písmeno M ve své slávě. Co to znamená?

Velmi stručné informace

Latinské písmeno M v učebnicích o aerodynamice není nic jiného než číslo Mach. Označuje poměr rychlosti průtoku kolem objektu (například letounu) k místní rychlosti zvuku. Její jméno v leteckých pracích dluží rakouskému vědci Ernstovi Machovi. Vědecká slova jsou následující:

M=v/a

Zde v je rychlost přicházejícího proudu a a je místní rychlost zvuku. Je třeba poznamenat, že rychlost objektu je použita v cizích zdrojích, na rozdíl od domácí literatury. Osoba, která to nesplňuje v odborné činnosti, bude s největší pravděpodobností mít dvě otázky. Jaká je místní rychlost zvuku? Proč potřebujeme číslo Mach?

Připraveni k vzletu!

Co znamená slovo zvuk? Především je to vlna. Koneckonců zvukový zdroj vytváří v prostředí perturbace, které jsou přenášeny na molekuly vzduchu, a tak na řetězec. Proto s nárůstem nadmořské výšky, kde je atmosféra více vyprázdněna, se zvuková vlna šíří pomaleji. Proto ve vzorci čísla Mach je přesně lokální rychlost zvuku. Všechny hodnoty pro konkrétní výšky jsou již započítány (speciální tabulky) - můžete pouze nahradit. Rychlost proudícího proudu se měří pomocí vzduchových přijímačů (LDPE), které jsou instalovány na všech letadlech. Nyní máme všechna data, takže můžeme snadno vypočítat číslo Machu. Existuje spravedlivá otázka: "Proč nepoužívat pouze rychlost letu?". Nezapomeňte, že letíte na vysoké čísla M.

Tři, dva, jeden - pojďme

Číslo Mach v letectví (a nejen) hraje velkou roli. Téměř všichni piloti civilních, vojenských a vesmírných raketoplánů nemohou bez toho udělat. Tento parametr je tak důležitý!

Když se letadlo pohybuje v prostoru, molekuly vzduchu kolem něj začínají "vzdorovat". Je-li rychlost letadla nízká (M<1, ~ 400 km / h, podzvukové letadlo), pak hustota prostředí zůstává konstantní. Ale jak se zvyšuje kinetická energie, část z ní jde do komprese blízkého vzdušného prostoru. Tento efekt komprese závisí na síle, s jakou letadlo působí na molekuly vzduchu. Čím vyšší je rychlost letu, tím více vzduchu je stlačeno.

Při transsonických rychlostech (~ 1190 km / h), malé odchylky jsou převedeny na jiné molekuly kolem letadla (lépe vidět křídlo povrch), a jednou, když určitý bod rychlosti dopadajícího proudění je ve srovnání s místní rychlosti zvuku (M = 1 , je to průtok, letadlo může letět s nižší rychlostí), vzniká rázová vlna. Proto je rozdíl v konstrukci stíhacích letounů tak zřejmý: jejich křídla, ocasní žebra a trup, ve srovnání s podzvukovými letadly.

Na letadlech provozujících lety s M<1, ale při vyšších rychlostech (moderní cestující letadel), může také dojít k takové situaci, ale přechod na transsonických rychlosti povede k silnějšímu rázové vlny, výrazné zvýšení odporu, snížené výtah, ztrátě kontroly a další pokles.

U takových letadel je v dokumentech letových operací uvedeno kritické číslo Mach (RLE pro domácí, FCOM pro cizí). Toto je nejnižší hodnota M, při níž příchozí proud v kterékoli části letadla dosáhne rychlosti zvuku (Mkr). To je celé tajemství!

Mimochodem, nejúspěšnější létající cestující ze Sovětského svazu cestovali rychleji než moderní. Nevěřte mi?

Nový je dávno zapomenutý starý

Starší lidé jsou rychlejší než ti mladí! A to není vtip. Jeden starý zapomenutý všemi letadly byl jednou vlajkovou lodí letadel SSSR. Jeho jméno bylo TU-144. Byla to první (a tam je) na světě nadzvukové osobní letadlo, které provádějí obchodní lety, s maximální rychlostí až 2500 km / h. Ačkoli letová kariéra Tu-144 byla krátká, jeho osud byl neoddělitelně spojen s počtem M.

Druhým podobným letadlem byl britský-francouzský Concorde. Je pozoruhodné, že udělali první let s rozdílem pouhých dvou měsíců. Dobrá znalost aerodynamiky pomůže cestujícím z komerčních letů zapomenout na dlouhé lety přes Atlantik. A lety letadel a kosmických lodí budou i nadále inspirovat lidstvo k novým objevům.