Har du någonsin velat bli pilot? Vet att ett mål utan en plan bara är en önskan (orden från den stora klassikern Antoine de Saint-Exupery). Det är värt att notera att han inte bara var författare, utan också en professionell pilot.
Absolut alla människor med anknytning till himlen går kurser i aerodynamik. Detta är vetenskapen om luftens (gas) rörelse, som också studerar effekten av detta medium på strömlinjeformade föremål. En av sektionerna av aerodynamik är funktionerna för flygning på överljudsflygplan. Och här kommer eleven att se bokstaven M i all ära. Vad betyder det?
Mycket kort referens
Den latinska bokstaven M i läroböcker om aerodynamik är inget annat än Mach-talet. Det anger förhållandet mellan flödeshastigheten runt ett föremål (till exempel ett flygplan) och den lokala ljudhastigheten. Det har att tacka den österrikiske vetenskapsmannen Ernst Mach sitt namn i flygarbeten. Med vetenskapliga ord ser det ut så här:
M=v / a
Här är v hastigheten för det mötande flödet, a är den lokala ljudhastigheten. Det är värt att notera att utländska källor använder objektets hastighet, i motsats till inhemsk litteratur. En person som inte möter detta i professionell verksamhet kommer troligen att ha två frågor. Vad är den lokala ljudhastigheten? Varför behöver vi ett Mach-nummer?
Redo för start
Vad menas med ordet ljud? Först och främst är det en våg. Ljudkällan skapar trots allt störningar i miljön, som överförs till luftmolekyler och så vidare i en kedja. Därför, med ökande höjd, där atmosfären är mer sällsynt, kommer ljudvågen att fortplantas med lägre hastighet. Följaktligen är det den lokala ljudhastigheten som finns i Mach-talsformeln. Alla värden för specifika höjder har redan beräknats (speciella tabeller) - du behöver bara ersätta. Den mötande flödeshastigheten mäts med hjälp av lufttrycksmottagare (APS), som är installerade på alla flygplan. Nu har vi all data, vilket gör att vi enkelt kan beräkna Mach-talet. En rättvis fråga uppstår: "Varför inte bara använda flyghastigheten?". Glöm inte att du flyger med höga M-siffror.
Tre, två, en - låt oss köra
Mach-nummer inom flyg (och inte bara) spelar en stor roll. Nästan alla civila, militära och rymdfärjapiloter kan inte klara sig utan den. Den här parametern är så viktig!
När ett flygplan rör sig i rymden börjar luftmolekylerna runt det "störa". Om flygplanets hastighet är låg (M<1, ~ 400 km/h, subsoniska flygplan), då den omgivande täthetenmiljön förblir konstant. Men när den kinetiska energin ökar går en del av den åt att komprimera luftrummet runt flygplanet. Denna kompressionseffekt beror på den kraft med vilken flygplanet verkar på luftmolekylerna. Ju högre flyghastighet, desto mer komprimeras luften.
Vid transonisk hastighet (~1190 km/h) överförs små störningar till andra molekyler runt flygplanet (lättare att ta hänsyn till vingytan), och vid ett fint ögonblick, när någon gång hastigheten på den mötande flödet jämförs med det lokala hastighetsljudet (M=1, nämligen flödet, flygplanet kan flyga med lägre hastighet), uppstår en stötvåg. Därför är skillnaden i utformningen av jaktplan så uppenbar: deras vingar, svans och flygkropp, jämfört med subsoniska flygplan.
På flygplan som flyger med M<1, men i höga hastigheter (moderna passagerarfartyg), kan denna situation också inträffa, bara övergången till transonisk hastighet kommer att leda till en starkare stötvåg, en betydande ökning av luftmotståndet, en minskning av lyft, förlust av kontroll och ytterligare fall.
För sådana flygplan anger flygoperationsdokumenten (AFM för inrikes, FCOM för utländska) det kritiska Mach-numret. Detta är det lägsta värdet på M vid vilket det mötande flödet i någon del av flygplanet kommer att nå ljudhastigheten (Mcr). Det är hela hemligheten!
Förresten, de mest framgångsrika flygande passagerarna i Sovjetunionen reste snabbaremodern. Tror du mig inte?
Nytt är länge glömt gamm alt
Gamla människor är snabbare än unga! Och det är inte ett skämt. Ett gamm alt plan som alla glömt var en gång flaggskeppet för USSR-flyget. Hans namn var TU-144. Det var (och är fortfarande) världens första kommersiella överljudspassagerarflygplan, med en topphastighet på upp till 2 500 km/h. Även om Tu-144:ans flygkarriär var kort, var dess öde oupplösligt kopplat till numret M.
Det andra liknande flygplanet var den brittisk-franska Concorde. Det är anmärkningsvärt att de gjorde den första flygningen med en skillnad på bara två månader. En god kunskap om aerodynamik hjälper kommersiella passagerare att glömma långa flygningar över Atlanten. Och flygningarna med flygplan och rymdfarkoster kommer att fortsätta att inspirera mänskligheten till nya upptäckter.
