rychlost Mach je, když se objekt pohybuje rychleji než rychlost zvuku. Pro normální a suché podmínky a teplota 68 stupňů F, je to 768 km / h, 343 m/s, vzdálenosti 1,125 m/s, 667 uzlů, nebo 1,235 km/h.
Pokud jste někdy sledovali film s stíhačky je to, šance jsou, že jsem je slyšel mluvit o Mach čísla. Přesto zatímco piloti v těchto filmech budou běžně mluvit o letadlech cestujících na Mach 2 nebo 3, Co to ve skutečnosti znamená?, Jak se ukázalo, Machova čísla nenaznačují nastavenou rychlost a dvě různé roviny mohou být ve skutečnosti na stejném čísle Mach při pohybu různými rychlostmi.
nakonec jsou Machova čísla definována jejich vztahem k rychlosti zvuku. Rychlost zvuku však není konstantní a může skutečně značně kolísat v závislosti na věcech, jako jsou atmosférické podmínky pozorované na určitém místě a určitém čase.
co je Mach 1?,
Machova čísla vznikla díky práci rakouského fyzika Ernsta Macha. Zatímco Mach přispěl k oblasti kosmologie a optika, on byl ten nejprve popsat rychlost zvuku, stejně jako to, co se stane, když objekt překročí rychlost zvuku. Mach poznamenal, že když objekty zrychlují rychleji než rychlost zvuku, dochází k zajímavému jevu.
když se letadlo blíží rychlosti zvuku, zvukové vlny, které vyzařuje samotné letadlo, se nemohou dostat před Letadlo., To způsobuje, že zvukové vlny se hromadí a hromadí se v kuželu zvuku, který se tvoří přímo za letadlem. Jak Letadlo prochází oblastí, veškerý nahromaděný zvuk se uvolní najednou, když se kužel zvuku rychle rozšiřuje. To je mechanismus, který vytváří zvukové boomy.
Mach 1 se týká bodu, ve kterém se letadlo překročí rychlost zvuku, vytváří aerodynamický třesk., Jaká je přesná rychlost zvuku? Tuto otázku je obtížné odpovědět, než byste si mohli myslet, jak přesně rychlost zvuku je závislá na různých proměnných, jako je aktuální teplota a tlak vzduchu vzduchu zvuk prochází.
Jako obecné pravidlo, při teplotě vzduchu 0 stupňů Celsia (32 stupňů Celsia), rychlost zvuku je asi 331 metrů za sekundu (1,087 stop za sekundu)., Obecně platí, že zvuk může cestovat rychleji v teplejším vzduchu, takže když je teplota 20 stupňů Celsia (nebo 68 stupňů Fahrenheita), rychlost zvuku je 343 metrů (nebo 1127 stop) za sekundu. Všimněte si, že zde uvedené údaje odrážejí rychlost zvuku na hladině moře a ve vyšších nadmořských výškách se rychlost zvuku postupně zpomaluje.
nadzvukové a hypersonické rychlosti
, které pokrývají Mach 1, ale co ostatní Machova čísla? Jednoduše řečeno, Mach 2 znamená, že letadlo cestuje dvakrát rychleji než zvuk., Mache 3 znamená, že letadlo cestuje třikrát rychlostí zvuku a tak dále. Pamatujte, že stejně jako Mach 1 jsou tyto další rychlosti Mach relativní, odrážejí dvakrát nebo třikrát rychlost zvuku v těchto specifických podmínkách. Obecně lze machové číslo letadla určit dělením rychlosti plavidla rychlostí zvuku v dané nadmořské výšce plavidla.
z hlediska různých Mach čísel spadají do několika různých kategorií. Machova čísla mohou být rozdělena do Transonických, nadzvukových, hypersonických a vysoce hypersonických kategorií.,
„Většina pilotů naučit, když se pin na svá křídla a jít ven a dostat se v bojovníka, a to zejména, že jedna věc, kterou nechcete udělat, nevěřím, že cokoliv kdokoliv řekne vám o letadlo.“— Chuck Yeager
Když něco pod Mach 1 je považován za Podzvukových letadel, které létají na přibližně Mach 1 jsou považovány za Blížící se plavidlo. To se vztahuje na plavidla pohybující se na 0,8 až 1,3 Mach., Kompresní efekt zvuku přichází v úvahu kolem Mach 1, a to z důvodu vysoké drag, který je vytvořen pomocí komprese Zvukových letadla mají obvykle zametl křídla se vypořádat s drag.
Od 1.3 Mach na 5.0 Mach existuje Nadzvukové rozsahu otáček, vzduch se chová zcela odlišně nad Mach 1, tak letadla, která létat Nadzvukovou rychlostí, musí být velmi aerodynamický, s ostrými hranami a pohyblivými canards., Nepřetržité rázové vlny budou generovány letadly pohybujícími se nadzvukovou rychlostí, což vyžaduje jejich úhledný design. Letadla, která se pohybují nadzvukovou rychlostí, musí být také navržena s ohledem na aerodynamické vytápění.
vůbec prvním nadzvukovým letadlem byl letoun Bell X-1, experimentální raketový pohon. Většina letadel, která překročí Mach 1 bude buď experimentální nebo vojenské plavidlo. Zřídka je potřeba, aby civilní plavidlo šlo Mach 1 nebo vyšší, i když došlo k pokusům o to, aby nadzvukové cestování cestujících bylo skutečnou věcí., Concorde bylo nadzvukové osobní letadlo, ale nakonec bylo rozhodnuto, že provozní náklady neodůvodňují jeho použití a projekt byl odložen.
stíhačky, které jsou schopné pohybovat se Nadzvukovou rychlostí, jako je F-15 Eagle či F-35 Lightning II, musí dělat ústupky v jejich designu, tak, že mohou stále pohybovat a bojovat adekvátně nižší rychlostí., „True“ nadzvukové trysky (trysky určené pro hlavní účel pohybu nadzvukovými rychlostmi) zahrnují výše uvedené Concorde a SR-71 Blackbird.
rozsah rychlosti, který existuje od Mach 5 do Mach 10, je považován za hypersonický. Při hypersonických rychlostech část energie letadla skutečně vzruší chemické vazby, které tvoří molekuly kyslíku a dusíku ve vzduchu. To znamená, že letadla určená k pohybu tak rychle vyžadují, aby byla při jejich navrhování zohledněna chemie vzduchu.,
Nadzvukový letoun patří X-15 experimentální výzkum řemesel a Boeing X-37 Orbital Test Vehicle. X-15 se nastavit rekord pro nejvyšší rychlost, jakou lze dosáhnout u letadel s posádkou na téměř 7,237 kilometrů za hodinu (4,520 mil za hodinu) v roce 1967, který pilotoval William J. Rytíř. Mezitím je X – 37 experimentálním vozidlem, které Boeing používá k testování opakovaně použitelných kosmických technologií a provádění experimentů ve vesmíru, které pak mohou být vráceny na Zemi.,
jakákoli rychlost nad Mach 10 je považována za vysoce hypersonickou. Při těchto rychlostech, aerodynamická forma vozidla trvá trochu zadním sedadle k tepelné kontrole, protože pouhé tření v atmosféře může zahřát plavidlo na extrémní teploty. Vysoce hypersonické vzory jsou obvykle mnohem tupější než běžné hypersonické nebo nadzvukové vzory.
NASA X-43 experimentální craft je jedním z nejrychlejších letadel na světě, schopné dosažení Vysoké Nadzvukové rychlosti kolem Mach 9.6, nebo 12,100 kilometrů za hodinu (7,520 km / H) v nadmořské výšce více než 30.000 metrů (98,400 ft). Má rozlišovací tupý Nosek vytvořený pro řešení drsného atmosférického odporu a komprese při těchto rychlostech.,
vědci a inženýři nadále pracovat na řemesla schopen snadněji dosáhnout nadzvukové a nadzvukových rychlostech, stále více a více příležitostí, které se otevírají. Vědci zkoumají aplikace nových super a hypersonických řemesel, což zahrnuje možné oživení nadzvukového cestování cestujících. V budoucnu by dokonce mohlo být možné cestovat z Hongkongu do Los Angeles za pouhé čtyři hodiny. Jen si pamatujte, že vaše rychlost Mach bude kolísat, jak to děláte.
Napsat komentář