Mach-snelheid is wanneer een object sneller beweegt dan de snelheid van geluid. Voor normale en droge omstandigheden en een temperatuur van 68 graden F is dit 768 mph, 343 m/s, 1125 ft/s, 667 knopen, of 1.235 km/u.
als je ooit een film hebt gezien met straaljagers erin, is de kans groot dat je ze hebt horen praten over Mach-getallen. Maar terwijl piloten in deze films routinematig praten over vliegtuigen reizen op Mach 2 of 3, wat betekent dat in werkelijkheid?, Het blijkt dat Mach-nummers geen ingestelde snelheid aangeven, en twee verschillende vlakken kunnen eigenlijk hetzelfde Mach-nummer hebben terwijl ze met verschillende snelheden bewegen.
uiteindelijk worden Mach-getallen gedefinieerd door hun relatie met de geluidssnelheid. De geluidssnelheid is echter niet constant en kan sterk fluctueren, afhankelijk van zaken als de atmosferische omstandigheden die op een bepaalde plaats en een bepaalde tijd worden waargenomen.
Wat is Mach 1?,
Mach-getallen werden gecreëerd dankzij het werk van Ernst Mach, een Oostenrijkse natuurkundige. Hoewel Mach veel bijdroeg aan de kosmologie en optica, was hij degene die als eerste de snelheid van het geluid beschreef, evenals wat er gebeurt wanneer een object De snelheid van het geluid overschrijdt. Mach merkte op dat wanneer objecten sneller versnellen dan de snelheid van geluid, een interessant fenomeen optreedt.
als een vliegtuig de geluidssnelheid nadert, kunnen de geluidsgolven die door het vliegtuig zelf worden uitgezonden, niet voor het vliegtuig komen., Dit zorgt ervoor dat de geluidsgolven zich opstapelen en zich ophopen in een geluidskegel die zich direct achter het vliegtuig vormt. Als het vliegtuig een gebied passeert, wordt al het opgehoopte geluid in een keer vrijgegeven als de kegel van geluid snel uitbreidt. Dit is het mechanisme dat sonische barrières creëert.
Mach 1 verwijst naar het punt waarop een vliegtuig de geluidssnelheid overschrijdt, waardoor een sonische boom ontstaat., Wat is de exacte snelheid van het geluid? Die vraag is moeilijker te beantwoorden dan je zou denken, omdat de exacte snelheid van het geluid afhankelijk is van een verscheidenheid aan variabelen, zoals de huidige temperatuur en luchtdruk van de lucht waar het geluid doorheen gaat.
bij een luchttemperatuur van 0 graden Celsius is de geluidssnelheid echter ongeveer 331 meter per seconde., In het algemeen kan geluid sneller reizen in warmere lucht, dus wanneer de temperatuur op 20 graden Celsius (of 68 graden Fahrenheit) De snelheid van het geluid is op 343 meter (of 1127 voet) per seconde. Merk op dat de hier gegeven cijfers weerspiegelen de snelheid van het geluid op zeeniveau, en op hogere hoogtes, De snelheid van het geluid wordt stapsgewijs langzamer.
supersonische en hypersonische snelheden
die Mach 1 dekken, maar hoe zit het met de andere Mach-nummers? Simpel gezegd, Mach 2 betekent dat een vliegtuig reist twee keer de snelheid van het geluid., Mache 3 betekent dat een vliegtuig drie keer de snelheid van het geluid reist, enzovoort. Vergeet niet dat net als Mach 1 Deze andere Mach snelheden relatief zijn, ze weerspiegelen twee of drie keer de snelheid van het geluid in die specifieke omstandigheden. In het algemeen kan het Mach-aantal van een luchtvaartuig worden bepaald door de snelheid van het vaartuig te delen door de geluidssnelheid op de gegeven hoogte van het vaartuig.
in termen van de verschillende Mach-getallen vallen ze in een paar verschillende categorieën. De Mach-getallen kunnen worden opgesplitst in Transonische, supersonische, hypersonische en High-hypersonische categorieën.,
” De meeste piloten leren, wanneer ze op hun vleugels spelden en een gevechtsvliegtuig instappen, vooral dat het enige wat je niet doet, is dat je niets gelooft wat iemand je vertelt over een vliegtuig.”- Chuck Yeager
terwijl alles onder Mach 1 als subsonisch wordt beschouwd, worden vliegtuigen die op ongeveer Mach 1 vliegen als Transonisch vaartuig beschouwd. Dit geldt voor vaartuigen met een snelheid van 0,8 tot 1,3 Mach., De compressie effect van geluid komt in aanmerking rond Mach 1, en vanwege de hoge weerstand die wordt gemaakt door de compressie Transonische vliegtuigen hebben meestal geveegd vleugels om te gaan met de drag.
van 1,3 Mach tot 5,0 Mach bestaat het supersonische snelheidsbereik, lucht gedraagt zich heel anders boven Mach 1, dus vliegtuigen die met supersonische snelheden vliegen moeten extreem aerodynamisch zijn met scherpe randen en beweegbare canards., Continue schokgolven worden gegenereerd door vliegtuigen die met supersonische snelheden bewegen, waardoor hun gladde ontwerp nodig is. Vliegtuigen die met supersonische snelheden bewegen, moeten ook worden ontworpen met aerodynamische verwarming in het achterhoofd.het eerste supersonische vliegtuig ooit was de Bell X-1, een experimenteel raketaangedreven vliegtuig. De meeste vliegtuigen die hoger zijn dan Mach 1 zullen experimentele of militaire vaartuigen zijn. Er is zelden een behoefte aan een civiel vaartuig om Mach 1 of hoger te gaan, hoewel er pogingen zijn gedaan om supersonische passagiersvervoer echt te maken., De Concorde was een supersonische passagiersvliegtuig, maar uiteindelijk werd besloten dat de operationele kosten het gebruik ervan niet rechtvaardigden en het project werd opgeschort.
de straaljagers die kunnen bewegen met supersonische snelheden, zoals de F-15 Eagle of de F-35 Lightning II, moeten concessies doen in hun ontwerp, zodat ze nog steeds voldoende kunnen bewegen en vechten tegen lagere snelheden., “Echte” supersonische jets (jets ontworpen voor het belangrijkste doel van het bewegen op supersonische snelheden) omvatten de eerder genoemde Concorde en de SR-71 Blackbird.
het snelheidsbereik van Mach 5 tot Mach 10 wordt beschouwd als hypersonisch. Bij hypersonische snelheden zal een deel van de energie van een vliegtuig de chemische bindingen opwekken die moleculen zuurstof en stikstof in de lucht vormen. Dit betekent dat vliegtuigen die ontworpen zijn om zo snel te bewegen, vereisen dat de chemie van de lucht in aanmerking wordt genomen bij het ontwerpen ervan.,
Hypersonic aircraft including the x-15 experimental research craft and The Boeing X-37 Orbital Test Vehicle. De X-15 zette het record voor de hoogste snelheid ooit bereikt door een bemande vliegtuig op bijna 7.237 kilometer per uur (4.520 mijl per uur) in 1967, bestuurd door William J. Knight. Ondertussen is de X-37 een experimenteel voertuig dat door Boeing wordt gebruikt om herbruikbare ruimtetechnologieën te testen en experimenten in de ruimte uit te voeren die vervolgens naar de aarde kunnen worden teruggebracht.,
elke snelheid boven Mach 10 wordt geacht in het hoge hypersonische bereik te liggen. Bij deze snelheden neemt de aerodynamische vorm van een voertuig een beetje een achterbank voor thermische controle, omdat de pure wrijving in de atmosfeer een vaartuig kan verwarmen tot extreme temperaturen. High-hypersonische ontwerpen zijn meestal veel blunter dan gewone hypersonische of supersonische ontwerpen.
NASA ‘ s x-43 experimentele toestel is een van de snelste vliegtuigen ter wereld, in staat om hoge hypersonische snelheden van rond Mach 9,6, of 12.100 kilometer per uur (7.520 MPH) op hoogtes van meer dan 30.000 meter (98.400 ft). Het heeft een onderscheidende botte neuskegel gemaakt om te gaan met de harde atmosferische weerstand en compressie vliegen op die snelheden met zich meebrengt.,naarmate wetenschappers en ingenieurs blijven werken aan ambachten die gemakkelijker supersonische en hypersonische snelheden kunnen bereiken, ontstaan steeds meer mogelijkheden. Onderzoekers onderzoeken de toepassingen voor nieuwe super-en hypersonische ambachten, waaronder een mogelijke heropleving van het supersonische reizigersverkeer. In de toekomst zou het zelfs mogelijk zijn om van Hong Kong naar Los Angeles te reizen in slechts vier uur. Vergeet niet dat je Mach snelheid zal schommelen als je dat doet.
Geef een reactie