Viteza Mach: de la viteza Mach 1 la viteza Mach 3 și dincolo de

viteza Mach este atunci când un obiect se mișcă mai repede decât viteza sunetului. Pentru condiții normale și uscate și temperatură de 68 de grade F, aceasta este de 768 mph, 343 m/s, 1,125 ft/s, 667 noduri sau 1,235 km/h.

dacă ați vizionat vreodată un film cu avioane de luptă în el, este posibil să le fi auzit vorbind despre numere Mach. Cu toate acestea, în timp ce piloții din aceste filme vor vorbi în mod obișnuit despre avioanele care călătoresc la Mach 2 sau 3, Ce înseamnă asta în realitate?, După cum se dovedește, numerele Mach nu indică o viteză setată, iar două planuri diferite pot fi de fapt la același număr Mach în timp ce se deplasează cu viteze diferite.

în cele din urmă, numerele Mach sunt definite prin relația lor cu viteza sunetului. Cu toate acestea, viteza sunetului nu este constantă și poate fluctua foarte mult în funcție de lucruri precum condițiile atmosferice observate într-un anumit loc și într-un anumit moment.

ce este Mach 1?,numerele Mach au fost create datorită muncii lui Ernst Mach, un fizician austriac. În timp ce Mach a contribuit mult la domeniile cosmologiei și opticii, el a fost cel care a descris mai întâi viteza sunetului, precum și ce se întâmplă atunci când un obiect depășește viteza sunetului. Mach a remarcat că atunci când obiectele accelerează mai repede decât viteza sunetului, apare un fenomen interesant.pe măsură ce un avion se apropie de viteza sunetului, undele sonore care sunt emise de avionul în sine nu pot ajunge înaintea avionului., Acest lucru face ca undele sonore să se adune și să se acumuleze într-un con de sunet care se formează direct în spatele aeronavei. Pe măsură ce aeronava trece printr-o zonă, tot sunetul acumulat este eliberat simultan, pe măsură ce conul de sunet se extinde rapid. Acesta este mecanismul care creează brațe sonice.

Mach 1 se referă la punctul la care o aeronava care depășește viteza sunetului, creând un boom sonic., Care este viteza exactă a sunetului? Această întrebare este mai dificil de răspuns decât ați crede, deoarece viteza exactă a sunetului depinde de o varietate de variabile, cum ar fi temperatura curentă și presiunea aerului din aerul prin care trece sunetul.

ca regulă generală, deși, la o temperatură a aerului de 0 grade Celsius (32 grade Fahrenheit), viteza sunetului este de aproximativ 331 de metri pe secundă (1,087 picioare pe secundă)., În general, sunetul poate călători mai repede în aer mai cald, astfel încât atunci când temperatura este la 20 de grade Celsius (sau 68 de grade Fahrenheit) viteza sunetului este la 343 de metri (sau 1127 picioare) o secundă. Rețineți că cifrele prezentate aici reflectă viteza sunetului la nivelul mării, iar la altitudini mai mari, viteza sunetului devine incremental mai lentă.

viteze supersonice și hipersonice

care acoperă Mach 1, dar cum rămâne cu celelalte numere Mach? Mai simplu spus, Mach 2 înseamnă că o aeronavă călătorește de două ori viteza sunetului., Mache 3 înseamnă că o aeronavă călătorește de trei ori viteza sunetului și așa mai departe. Amintiți-vă că, la fel ca Mach 1, aceste alte viteze Mach sunt relative, reflectă de două sau trei ori viteza sunetului în acele condiții specifice. În general, numărul Mach al unei aeronave poate fi determinat prin împărțirea vitezei ambarcațiunii la viteza sunetului la altitudinea dată a ambarcațiunii.în ceea ce privește diferitele numere Mach, acestea se încadrează în câteva categorii diferite. Numerele Mach pot fi împărțite în categorii Transonice, supersonice, hipersonice și hipersonice.,

„majoritatea piloților învață, atunci când se fixează pe aripi și ies și se urcă într-un luptător, mai ales, că singurul lucru pe care nu-l faci, nu crezi nimic din ce-ți spune cineva despre un avion.”- Chuck Yeager

în timp ce orice Sub Mach 1 este considerat a fi Subsonic, aeronavele care zboară la aproximativ Mach 1 sunt considerate a fi ambarcațiuni Transonice. Aceasta acoperă ambarcațiunile care se deplasează la 0,8 până la 1,3 Mach., Efectul de compresie a sunetului vine în considerare în jurul Mach 1, și din cauza drag mare, care este creat de aeronave transonic de compresie de obicei au măturat aripi pentru a face față cu drag.

De la 1,3 Mach la 5.0 Mach există Supersonic gama de viteză, aer comporta destul de diferit de mai sus Mach 1, așa că avioanele care zboară la viteze Supersonice trebuie să fie extrem de aerodinamic, cu margini ascuțite și mobile canards., Undele de șoc continue vor fi generate de avioanele care se deplasează la viteze supersonice, necesitând designul lor neted. Avioanele care se mișcă la viteze supersonice trebuie, de asemenea, proiectate având în vedere încălzirea aerodinamică.primul avion Supersonic a fost Bell X-1, un avion experimental propulsat de rachete. Majoritatea aeronavelor care vor depăși Mach 1 vor fi fie ambarcațiuni experimentale, fie militare. Rareori este nevoie ca o ambarcațiune civilă să meargă Mach 1 sau mai mare, deși au existat încercări de a face călătoria supersonică a pasagerilor un lucru real., Concorde era un avion supersonic de pasageri, dar în cele din urmă s-a decis că costul operațional nu justifică utilizarea acestuia și proiectul a fost amânat.

avioane de luptă, care sunt capabile de mișcare la viteze Supersonice, precum F-15 Eagle sau F-35 Lightning II, trebuie să facă concesii în proiectarea lor, astfel încât acestea încă mai pot muta și lupta în mod adecvat la viteze mai mici., Jeturile supersonice „adevărate” (jeturi concepute pentru scopul principal de a se deplasa la viteze supersonice) includ Concorde și SR-71 Blackbird.intervalul de viteză care există de la Mach 5 la Mach 10 este considerat hipersonic. La viteze hipersonice, o parte din energia unui avion va excita de fapt legăturile chimice care alcătuiesc moleculele de oxigen și azot din aer. Aceasta înseamnă că avioanele concepute pentru a se deplasa rapid necesită ca chimia aerului să fie luată în considerare la proiectarea lor.,

aeronave Hipersonic include X-15 cercetarea experimentală ambarcațiuni și Boeing X-37 Orbital Test Vehicle. X-15 a stabilit recordul pentru cea mai mare viteză obținută vreodată de un avion cu echipaj la aproape 7,237 kilometri pe oră (4,520 mile pe oră) în 1967, pilotat de William J. Knight. Între timp, X-37 este un vehicul experimental folosit de Boeing pentru a testa tehnologiile spațiale reutilizabile și pentru a efectua experimente în spațiu, care pot fi apoi returnate pe Pământ.,orice viteză peste Mach 10 este considerată a fi în intervalul hipersonic ridicat. La aceste viteze, forma aerodinamică a unui vehicul necesită un pic de bancheta din spate pentru Controlul termic, deoarece frecarea pură din atmosferă poate încălzi o ambarcațiune la temperaturi extreme. Modelele hipersonice înalte sunt, de obicei, mult mai blunter decât modelele hipersonice sau supersonice obișnuite.

NASA ‘ s X-43 experimentalã este una dintre cele mai rapide avioane din lume, capabilă de realizarea de Înaltă Hipersonic viteze de aproximativ Mach 9.6, sau 12,100 de kilometri pe oră (7,520 MPH) la altitudini de peste 30.000 de metri (98,400 ft). Ea are o nosecone bont distinctiv creat pentru a face față cu dure trageți atmosferice și de compresie care zboară la aceste viteze atrage după sine.,pe măsură ce oamenii de știință și inginerii continuă să lucreze la meșteșuguri capabile să atingă mai ușor viteze supersonice și hipersonice, se deschid tot mai multe oportunități. Cercetătorii analizează aplicațiile pentru noi meserii Super și hipersonice, iar aceasta include o posibilă revigorare a călătoriilor supersonice de pasageri. În viitor, ar putea fi chiar posibil să călătorești din Hong Kong în Los Angeles în doar patru ore. Amintiți-vă doar că viteza Mach va fluctua în timp ce faceți acest lucru.