Mach hastighet är när ett objekt rör sig snabbare än ljudets hastighet. För normala och torra förhållanden och temperatur på 68 grader F är detta 768 mph, 343 m / s, 1,125 ft/s, 667 knop eller 1,235 km/h.
om du någonsin har tittat på en film med stridsflygplan i den, är chansen att du har hört dem prata om Mach-nummer. Men medan piloter i dessa filmer rutinmässigt talar om flygplan som reser på Mach 2 eller 3, Vad betyder det i verkligheten?, Som det visar sig indikerar Mach-nummer inte en inställd hastighet, och två olika plan kan faktiskt vara i samma Mach-nummer medan de rör sig i olika hastigheter.
i slutändan definieras Mach-nummer av deras förhållande till ljudets hastighet. Ljudets hastighet är dock inte konstant och kan faktiskt fluktuera kraftigt beroende på saker som de atmosfäriska förhållandena som observeras på en viss plats och en viss tid.
Vad Är Mach 1?,
Mach-nummer skapades tack vare Ernst Machs arbete, en österrikisk fysiker. Medan Mach bidrog mycket till områdena kosmologi och optik, var han den som först beskrev ljudets hastighet, liksom vad som händer när ett objekt överstiger ljudets hastighet. Mach noterade att när objekt accelererar snabbare än ljudets hastighet uppstår ett intressant fenomen.
När ett flygplan närmar sig ljudets hastighet kan ljudvågorna som avges av själva planet inte komma före Planet., Detta orsakar ljudvågorna att stapla upp och ackumuleras i en kon av ljud som bildar direkt bakom flygplanet. När flygplanet passerar ett område släpps allt ackumulerat ljud på en gång när ljudets kon expanderar snabbt. Detta är den mekanism som skapar sonic bommar.
Mach 1 avser den punkt där ett flygplan överstiger ljudets hastighet och skapar en ljudbom., Vad är den exakta ljudets hastighet? Den frågan är svårare att svara än du tror, eftersom den exakta ljudets hastighet är beroende av en mängd olika variabler, som den aktuella temperaturen och lufttrycket i luften som ljudet passerar genom.
som en allmän regel, vid en lufttemperatur på 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit), är ljudets hastighet cirka 331 meter per sekund (1,087 fot per sekund)., I allmänhet kan ljudet färdas snabbare i varmare luft, så när temperaturen är vid 20 grader Celsius (eller 68 grader Fahrenheit) ljudets hastighet är vid 343 meter (eller 1127 fot) en sekund. Observera att siffrorna som ges här återspeglar ljudets hastighet på havsnivå, och vid högre höjder blir ljudets hastighet stegvis långsammare.
överljuds-och hypersoniska hastigheter
som täcker Mach 1, men hur är det med de andra Mach-numren? Enkelt uttryckt betyder Mach 2 att ett flygplan reser dubbelt så snabbt som ljudet., Mache 3 betyder ett flygplan reser tre gånger ljudets hastighet, och så vidare. Kom ihåg att som Mach 1 är dessa andra Mach-hastigheter relativa, de reflekterar två eller tre gånger ljudets hastighet under de specifika förhållandena. I allmänhet kan Mach – numret på ett flygplan bestämmas genom att dividera farkostens hastighet med ljudets hastighet vid båtens givna höjd.
När det gäller de olika Mach-numren faller de in i några olika kategorier. Mach-numren kan delas upp i Transoniska, överljuds -, hypersoniska och Höghypersoniska kategorier.,
”de flesta piloter lär sig, när de stift på sina vingar och gå ut och få i en fighter, särskilt, att en sak du inte gör, du tror inte något någon berättar om ett flygplan.”- Chuck Yeager
medan något under Mach 1 anses vara Subsonic, anses flygplan som flyger på ungefär Mach 1 vara Transonic craft. Detta täcker hantverk som rör sig vid 0,8 till 1,3 Mach., Kompressionseffekten av ljud kommer i beaktande runt Mach 1, och på grund av det höga draget som skapas av kompressionstransoniska flygplanet har vanligtvis svepta vingar för att hantera dragen.
Från 1.3 Mach till 5.0 Mach finns det Överljudsintervallet av hastighet, luften beter sig ganska annorlunda över Mach 1, Så plan som flyger vid överljudshastigheter måste vara extremt aerodynamisk med skarpa kanter och rörliga canards., Kontinuerliga shockwaves kommer att genereras av plan som rör sig i överljudshastigheter, vilket kräver deras slick design. Plan som rör sig vid överljudshastigheter måste också utformas med aerodynamisk uppvärmning i åtanke.
det första supersoniska flygplanet var Bell X-1, ett experimentellt raketdrivet plan. De flesta flygplan som kommer att överstiga Mach 1 kommer att vara antingen experimentella eller militära hantverk. Det finns sällan ett behov av att ett civilt hantverk går Mach 1 eller högre, även om det har gjorts försök att göra supersoniska passagerarresor till en riktig sak., Concorde var ett supersoniskt passagerarplan, men i slutändan beslutades att driftskostnaden inte motiverade användningen och projektet var hyllat.
stridsflygplan som kan flytta i överljudshastigheter, såsom F-15 Eagle eller F-35 Lightning II, måste göra eftergifter i sin design så att de fortfarande kan röra sig och kämpa på lämpligt sätt vid lägre hastigheter., ”True” Supersonic jets (jets utformade för huvudsyftet med att flytta vid överljudshastigheter) inkluderar ovannämnda Concorde och SR-71 Blackbird.
det hastighetsområde som finns från Mach 5 till Mach 10 anses vara hypersoniskt. Vid hypersoniska hastigheter kommer en del av ett plans energi faktiskt att excitera de kemiska bindningarna som utgör molekyler av syre och kväve i luften. Detta innebär att flygplan som är utformade för att flytta denna snabba kräver att luftens Kemi beaktas vid utformningen av dem.,
Hypersoniska flygplan inkluderar X-15-experimentell forskning hantverk och Boeing X-37 Orbital Fordonet. X-15 satte rekordet för den högsta hastighet som någonsin uppnåtts av ett bemannat flygplan på nästan 7 237 kilometer i timmen (4 520 miles i timmen) 1967, lotsat av William J. Knight. Under tiden är X-37 ett experimentellt fordon som används av Boeing för att testa återanvändbara rymdteknik och genomföra experiment i rymden som sedan kan returneras till jorden.,
varje hastighet över Mach 10 anses vara i det hög hypersoniska området. Vid dessa hastigheter tar den aerodynamiska formen av ett fordon lite av en baksätet till termisk kontroll, eftersom den rena friktionen i atmosfären kan värma upp ett hantverk till extrema temperaturer. Hög hypersoniska mönster är vanligtvis mycket blunter än vanliga hypersoniska eller supersoniska mönster.
NASA: s X-43 experimentella hantverk är en av de snabbaste flygplan i världen, som kan uppnå en Hög överljudshastighet på runt Mach 9.6, eller till 12 100 kilometer i timmen (7,520 MPH) på höjder på mer än 30 000 meter (98,400 meter). Den har en särskiljande trubbig nosecone skapad för att hantera den hårda atmosfäriska drag och kompression som flyger vid dessa hastigheter medför.,
eftersom forskare och ingenjörer fortsätter att arbeta med hantverk som lättare kan uppnå överljuds-och hypersoniska hastigheter, öppnas fler och fler möjligheter. Forskare undersöker ansökningarna om nya Super-och hypersoniska hantverk, och detta inkluderar en möjlig återupplivning av supersoniska passagerarresor. I framtiden kan det till och med vara möjligt att resa från Hong Kong till Los Angeles på bara fyra timmar. Kom bara ihåg att din Mach hastighet kommer att fluktuera som du gör det.
Lämna ett svar