Mach sebesség az, amikor egy tárgy gyorsabban mozog, mint a hangsebesség. Normál és száraz körülmények között és 68 F fokos hőmérsékleten ez 768 mph, 343 m/s, 1,125 ft/s, 667 csomó, vagy 1,235 km/h.
Ha valaha is nézett egy filmet vadászgépekkel benne, valószínű, hogy hallotta őket beszélni Mach számok. Mégis, míg a pilóták ezekben a filmekben rutinszerűen beszélni repülőgépek utazik Mach 2 vagy 3, mit jelent ez a valóságban?, Mint kiderült, a Mach-számok nem jelzik a beállított sebességet, és két különböző sík valójában ugyanazon a Mach-számon lehet, miközben különböző sebességgel mozog.
végül a Mach-számokat a hangsebességhez való viszonyuk határozza meg. A hangsebesség azonban nem állandó, és valójában nagymértékben ingadozhat olyan dolgoktól függően, mint például az adott helyen és egy adott időpontban megfigyelt légköri viszonyok.
mi az a Mach 1?,
Mach számokat hoztak létre Ernst Mach osztrák fizikus munkájának köszönhetően. Míg Mach nagyban hozzájárult a kozmológia és az optika területéhez, ő volt az, aki először leírta a hang sebességét, valamint azt, hogy mi történik, ha egy tárgy meghaladja a hangsebességet. Mach megjegyezte, hogy amikor az objektumok gyorsabban gyorsulnak, mint a hangsebesség, érdekes jelenség fordul elő.
ahogy egy repülőgép megközelíti a hangsebességet, a sík által kibocsátott hanghullámok nem tudnak eljutni a sík előtt., Ennek hatására a hanghullámok felhalmozódnak és felhalmozódnak egy hangkúpban, amely közvetlenül a repülőgép mögött alakul ki. Ahogy a repülőgép áthalad egy területen, az összes felhalmozódott hang egyszerre szabadul fel, mivel a hang kúpja gyorsan bővül. Ez az a mechanizmus, amely sonic booms-ot hoz létre.
Mach 1 arra a pontra utal, ahol egy repülőgép meghaladja a hangsebességet, hangrobbanást hozva létre., Mi a pontos hangsebesség? Ezt a kérdést nehezebb megválaszolni, mint gondolnád, mivel a hang pontos sebessége számos változótól függ, mint például a levegő jelenlegi hőmérséklete és légnyomása, amelyen a hang áthalad.
általános szabályként azonban 0 Celsius fokos levegőhőmérsékleten (32 Fahrenheit fok) a hang sebessége másodpercenként körülbelül 331 méter (másodpercenként 1,087 láb)., Általában a hang gyorsabban haladhat melegebb levegőben, így amikor a hőmérséklet 20 Celsius fok (vagy 68 Fahrenheit fok), a hang sebessége 343 méter (vagy 1127 láb) másodpercenként. Vegye figyelembe, hogy az itt megadott számok a tengerszint feletti hangsebességet tükrözik, magasabb magasságokban pedig a hangsebesség fokozatosan lassul.
szuperszonikus és hiperszonikus sebesség
, amely lefedi a Mach 1-et, de mi van a többi Mach-számmal? Egyszerűen fogalmazva, a Mach 2 azt jelenti, hogy egy repülőgép a hangsebesség kétszerese., A Mache 3 azt jelenti, hogy a repülőgép a hangsebesség háromszorosára halad, stb. Ne feledje, hogy a Mach 1-hez hasonlóan ezek a többi Mach sebesség relatív, ezek a hangsebesség két-háromszorosát tükrözik az adott körülmények között. Általánosságban elmondható, hogy a repülőgép Mach-számát úgy lehet meghatározni, hogy a vízi jármű sebességét elosztjuk a hangsebességgel a hajó adott tengerszint feletti magasságán.
a különböző Mach számok tekintetében néhány különböző kategóriába tartoznak. A Mach-számok Transzonikus, szuperszonikus, hiperszonikus és nagy hiperszonikus kategóriákra oszthatók.,
” a legtöbb pilóta megtanulja, amikor a szárnyára csap, és kimegy egy harcosba, különösen, hogy az egyetlen dolog, amit nem csinálsz, nem hiszel semmit, amit bárki mond neked egy repülőgépről.”- Chuck Yeager
míg bármi, ami a Mach 1 alatt van, szubszonikus, az 1 Mach körül repülő repülőgépeket Transzonikusnak tekintik. Ez magában foglalja a 0,8-1,3 Mach sebességgel mozgó vízi járműveket., A hang tömörítési hatását Mach 1 körül veszik figyelembe, és a kompressziós Transzonikus repülőgépek által létrehozott nagy húzás miatt általában szárnyakat söpörtek a húzás kezelésére.
1,3 Mach 5,0 Mach létezik a Szuperszonikus sebesség tartománya, a levegő egészen másképp viselkedik a fenti Mach 1, így a repülőgépek repülnek a Szuperszonikus sebességgel kell, hogy legyen nagyon áramvonalas, éles szélű, illetve mozgatható canards., A folyamatos lökéshullámokat a szuperszonikus sebességgel mozgó repülőgépek generálják, ami szükségessé teszi a sima kialakításukat. A szuperszonikus sebességgel mozgó repülőgépeket aerodinamikai fűtéssel is meg kell tervezni.
az első szuperszonikus repülőgép a Bell X-1 volt, egy kísérleti rakéta-meghajtású repülőgép. A legtöbb repülőgép, amely meghaladja a Mach 1-et, kísérleti vagy katonai vízi jármű lesz. Ritkán van szükség egy polgári vízi járműre, hogy Mach 1 vagy magasabb legyen, bár voltak kísérletek arra, hogy a szuperszonikus utasforgalom valódi legyen., A Concorde szuperszonikus utasszállító repülőgép volt, de végül úgy döntöttek, hogy a működési költség nem indokolja annak használatát, és a projektet leállították.
A harci repülőgépek, amelyek képesek mozog a Szuperszonikus sebességgel, mint az F-15 Eagle, vagy az F-35 Lightning II. kell engedményeket tenni a tervezési úgy, hogy még mindig tudok mozogni harcolni megfelelően alacsonyabb sebességnél., A” True ” szuperszonikus fúvókák (a szuperszonikus sebességgel történő mozgás fő céljára tervezett fúvókák) közé tartozik a fent említett Concorde és az SR-71 Blackbird.
a Mach 5-től a Mach 10-ig terjedő sebességtartomány hiperszonikusnak tekinthető. Hiperszonikus sebességnél a repülőgép energiájának egy része valóban gerjeszti azokat a kémiai kötéseket, amelyek oxigén-és nitrogénmolekulákat alkotnak a levegőben. Ez azt jelenti, hogy az ilyen gyors mozgatásra tervezett síkok megkövetelik, hogy a levegő kémiáját figyelembe vegyék a tervezéskor.,
hiperszonikus repülőgépek közé tartozik az X-15 kísérleti kutatóhajó és a Boeing X-37 orbitális tesztjármű. Az X-15 az 1967-ben William J. Knight által vezetett, majdnem 7,237 kilométer / órás (4,520 mérföld / óra) emberes repülőgép által elért legnagyobb sebesség rekordját állította fel. Eközben az X-37 egy kísérleti jármű, amelyet a Boeing használ az újrafelhasználható űrtechnológiák tesztelésére és az űrben végzett kísérletek elvégzésére, amelyeket ezután vissza lehet adni a földre.,
a Mach 10 feletti sebesség a nagy hiperszonikus tartományban van. Ilyen sebességnél a jármű aerodinamikai formája kissé hátsó ülést vesz igénybe a hőszabályozáshoz, mivel a légkörben lévő puszta súrlódás szélsőséges hőmérsékletekre melegítheti a vízi járművet. A nagy hiperszonikus minták általában sokkal tompábbak, mint a szokásos hiperszonikus vagy szuperszonikus minták.
a NASA X-43 kísérleti hajója a világ egyik leggyorsabb repülőgépe, amely képes a nagy hiperszonikus sebesség elérésére, körülbelül Mach 9.6, vagy 12.100 kilométer óránként (7,520 MPH), több mint 30.000 méter (98.400 láb) magasságban. Megkülönböztető, tompa orrkúpja van, amely az ilyen sebességeknél fellépő durva légköri húzással és kompressziós repüléssel foglalkozik.,
mivel a tudósok és mérnökök továbbra is olyan mesterségeken dolgoznak, amelyek könnyebben képesek szuperszonikus és hiperszonikus sebesség elérésére, egyre több lehetőség nyílik. A kutatók vizsgálják az új szuper-és hiperszonikus mesterségek alkalmazását, és ez magában foglalja a szuperszonikus utasforgalom esetleges újjáéledését is. A jövőben akár négy óra alatt is el lehet utazni Hongkongból Los Angelesbe. Ne feledje, hogy a Mach sebessége ingadozni fog, mint te.
Vélemény, hozzászólás?