La vitesse de Mach est lorsqu’un objet se déplace plus vite que la vitesse du son. Pour des conditions normales et sèches et une température de 68 degrés F, c’est 768 mph, 343 m/s, 1,125 ft/s, 667 noeuds, ou 1,235 km/h.
Si vous avez déjà regardé un film avec des avions de chasse, il y a de fortes chances que vous les ayez entendus parler de Mach. Pourtant, alors que les pilotes dans ces films parleront régulièrement d’avions voyageant à Mach 2 ou 3, qu’est-ce que cela signifie en réalité?, Il s’avère que les nombres de Mach n’indiquent pas une vitesse définie, et deux plans différents peuvent en fait être au même nombre de Mach tout en se déplaçant à des vitesses différentes.
En fin de compte, les nombres de Mach sont définis par leur relation avec la vitesse du son. Cependant, la vitesse du son n’est pas constante et peut en fait fluctuer considérablement en fonction de choses comme les conditions atmosphériques observées à un endroit et à un moment particuliers.
Qu’Est-Ce Que Mach 1?,
Les Nombres de Mach ont été créés grâce aux travaux D’Ernst Mach, un physicien autrichien. Alors que Mach a beaucoup contribué aux domaines de la cosmologie et de l’optique, il a été le premier à décrire la vitesse du son, ainsi que ce qui se passe lorsqu’un objet dépasse la vitesse du son. Mach a noté que lorsque les objets accélèrent plus vite que la vitesse du son, un phénomène intéressant se produit.
à mesure qu’un avion approche de la vitesse du son, les ondes sonores émises par l’avion lui-même ne peuvent pas dépasser l’avion., Cela provoque l’accumulation des ondes sonores dans un cône sonore qui se forme directement derrière l’avion. Lorsque l’avion passe dans une zone, tout le son accumulé est libéré en même temps que le cône du son se dilate rapidement. C’est le mécanisme qui crée des ondes soniques.
Mach 1 fait référence au point où un avion dépasse la vitesse du son, créant un boom sonore., Quelle est la vitesse exacte du son? Cette question est plus difficile à répondre que vous ne le pensez, car la vitesse exacte du son dépend d’une variété de variables, comme la température actuelle et la pression atmosphérique de l’air que le son traverse.
en règle générale, même si, à une température d’air de 0 ° c (32 ° f), la vitesse du son est d’environ 331 mètres par seconde (1,087 pieds par seconde)., En général, le son peut voyager plus rapidement dans l’air plus chaud, donc lorsque la température est à 20 degrés Celsius (ou 68 degrés Fahrenheit), la vitesse du son est à 343 mètres (ou 1127 pieds) par seconde. Notez que les chiffres donnés ici reflètent la vitesse du son au niveau de la mer, et à des altitudes plus élevées, la vitesse du son devient progressivement plus lente.
Vitesses Supersoniques Et Hypersoniques
Qui couvre Mach 1, mais qu’en est-il des autres nombres de Mach? En termes simples, Mach 2 signifie qu’un avion voyage deux fois la vitesse du son., Mache 3 signifie qu’un avion voyage trois fois la vitesse du son, et ainsi de suite. Rappelez-vous que, comme Mach 1, ces autres vitesses de Mach sont relatives, elles reflètent deux ou trois fois la vitesse du son dans ces conditions spécifiques. En général, le nombre de Mach d’un aéronef peut être déterminé en divisant la vitesse de l’engin par la vitesse du son à l’altitude donnée de l’engin.
En ce qui concerne les différents nombres de Mach, ils entrent dans quelques catégories différentes. Les nombres de Mach peuvent être divisés en catégories Transsoniques, Supersoniques, Hypersoniques et Hautement hypersoniques.,
« la plupart des pilotes apprennent, quand ils épinglent sur leurs ailes et sortent et montent dans un chasseur, surtout, que la seule chose que vous ne faites pas, vous ne croyez rien que quelqu’un vous dit sur un avion. »- Chuck Yeager
bien que tout ce qui est inférieur à Mach 1 soit considéré comme subsonique, les aéronefs qui volent à environ Mach 1 sont considérés comme des engins transsoniques. Cela couvre les engins se déplaçant à 0,8 à 1,3 Mach., L’effet de compression du son entre en considération autour de Mach 1, et en raison de la traînée élevée créée par la compression, les avions transsoniques ont généralement des ailes balayées pour faire face à la traînée.
De 1,3 Mach à 5,0 Mach existe la plage de vitesse Supersonique, l’air se comporte très différemment au-dessus de Mach 1, de sorte que les avions qui volent à des vitesses supersoniques doivent être extrêmement aérodynamiques avec des arêtes vives et des canards mobiles., Les ondes de choc continues seront générées par les avions se déplaçant à des vitesses supersoniques, ce qui nécessitera leur conception lisse. Les avions qui se déplacent à des vitesses supersoniques doivent également être conçus en tenant compte du chauffage aérodynamique.
Le tout premier avion supersonique fut le Bell X-1, un avion expérimental propulsé par une fusée. La plupart des avions qui dépasseront Mach 1 seront des engins expérimentaux ou militaires. Il est rarement nécessaire qu’un engin civil aille à Mach 1 ou plus, bien qu’il y ait eu des tentatives pour faire des voyages de passagers supersoniques une réalité., Le Concorde était un avion de passagers supersonique, mais il a finalement été décidé que le coût opérationnel ne justifiait pas son utilisation et le projet a été mis de côté.
les avions de combat qui sont capables de se déplacer à des vitesses supersoniques, tels que le F-15 Eagle ou le F-35 Lightning II doit faire des concessions dans sa conception afin qu’il puisse toujours se déplacer et se battre de manière adéquate à des vitesses inférieures., Les” vrais » jets supersoniques (jets conçus dans le but principal de se déplacer à des vitesses supersoniques) comprennent le Concorde susmentionné et le SR-71 Blackbird.
La plage de vitesse qui existe de Mach 5 à Mach 10 est considérée comme hypersonique. En régime Hypersonique, certaines d’un avion de l’énergie sera effectivement exciter les liaisons chimiques qui composent les molécules d’oxygène et d’azote dans l’air. Cela signifie que les avions conçus pour se déplacer aussi rapidement nécessitent que la chimie de l’air soit prise en compte lors de leur conception.,
Les avions hypersoniques comprennent l’engin de recherche expérimental X-15 et le véhicule D’essai Orbital Boeing X-37. Le X-15 a établi le record de la vitesse la plus élevée jamais atteinte par un avion habité à près de 7 237 kilomètres à l’heure (4 520 miles à l’heure) en 1967, piloté par William J. Knight. Pendant ce temps, le x-37 est un véhicule expérimental utilisé par Boeing pour tester des technologies spatiales réutilisables et mener des expériences dans l’espace qui peuvent ensuite être renvoyées sur Terre.,
toute vitesse supérieure à Mach 10 est considérée comme étant dans la plage hypersonique élevée. À ces vitesses, la forme aérodynamique d’un véhicule prend un peu de recul au contrôle thermique, car la friction pure dans l’atmosphère peut chauffer un engin à des températures extrêmes. Les conceptions hypersoniques sont généralement beaucoup plus émoussées que les conceptions hypersoniques ou supersoniques ordinaires.
L’engin expérimental x-43 de la NASA est l’un des avions les plus rapides au monde, capable d’atteindre des vitesses hypersoniques élevées d’environ Mach 9.6, ou 12,100 kilomètres à l’heure (7,520 MPH) à des altitudes de plus de 30,000 mètres (98,400 ft). Il a un nez émoussé distinctif créé pour faire face à la traînée atmosphérique dure et la compression volant à ces vitesses implique.,
alors que les scientifiques et les ingénieurs continuent de travailler sur des engins capables d’atteindre plus facilement des vitesses supersoniques et hypersoniques, de plus en plus d’opportunités s’ouvrent. Les chercheurs étudient les applications de nouveaux métiers Super et hypersoniques, et cela inclut une possible renaissance du voyage supersonique des passagers. Dans l’avenir, il pourrait même être possible de voyager de Hong Kong à Los Angeles en seulement quatre heures. Rappelez-vous juste que votre vitesse de Mach fluctuera comme vous le faites.
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