Номерът на Мах означава повече, отколкото си мислиш

Били ли сте някога да станете пилот? Знайте, че целта без план е просто желание (думите на великата класика Антоан де Сен-Екзюпери). Заслужава да се отбележи, че той не е само писател, но и професионален пилот.

Абсолютно всички хора, свързани с небето, да вземат курсове по аеродинамика. Това е науката за движението на въздуха (газ), която също проучва ефекта на тази среда върху рационализирани обекти. Една от секторите на аеродинамиката е характеристиките на полета на свръхзвуковите самолети. И тук студентът ще види писмото М в цялата му слава. Какво означава това?

Много кратка информация

Латинската буква М в учебниците по аеродинамика не е нищо друго освен числото Mach. Той обозначава съотношението на скоростта на потока около обект (например самолет) към локалната скорост на звука. Нейното име в авиационните работи, дължи на австрийския учен Ернст Мах. Научните думи са следните:

М=V/а

Тук v е скоростта на настъпващия поток, а a е локалната скорост на звука. Трябва да се отбележи, че скоростта на обекта се използва в чужди източници, за разлика от вътрешната литература. Лице, което не отговаря на това в професионалната си дейност, най-вероятно ще има два въпроса. Каква е скоростта на звука на местно ниво? Защо се нуждаем от номера на Mach?

Готови ли сте да излетите!

Какво се разбира под думата звук? На първо място, това е вълна. В края на краищата източник на звук създава в околната среда смущения, които се предават на молекулите на въздуха и така нататък на веригата. Следователно, при увеличаване на надморската височина, където атмосферата е по-изчерпана, звуковата вълна ще се разпространява с по-бавна скорост. Съответно във формулата на числото Mach има точно местната скорост на звука. Всички стойности за специфични височини вече са преброени (специални таблици) - можете да замените само. Скоростта на протичащия поток се измерва с помощта на приемници за въздушно налягане (LDPE), които се монтират на всички самолети. Сега имаме всички данни, за да можем лесно да изчислим числото Mach. Има справедлив въпрос: "Защо просто не използвайте скоростта на полета?". Не забравяйте, че летите с високи числа M.

Три, две, един - да вървим

Числото на Mach в авиацията (и не само) играе огромна роля. Почти всички пилоти на граждански, военни и космически совалки не могат да се справят без него. Този параметър е толкова важен!

Когато въздухоплавателното средство се движи в космоса, въздушните молекули около него започват да "ненавиждат". Ако скоростта на самолета е ниска (M<1, ~ 400 km / h, дозвукови самолети), тогава плътността на околната среда остава постоянна. Но тъй като кинетичната енергия се увеличава, част от нея отива при компресията на близкото въздушно пространство. Този ефект на компресия зависи от силата, с която въздухоплавателното средство действа върху молекулите на въздуха. Колкото по-висока е скоростта на полета, толкова повече въздух се компресира.

В Transonic скорости (~ 1190 km / ч), малки смущения се прехвърлят към други молекули около самолета (повърхностно-добре се вижда крило) и един път, когато определена точка на скоростта на инцидент поток в сравнение с местната скоростта на звука (М = 1 , това е потокът, въздухоплавателното средство може да лети с по-ниска скорост), възниква ударна вълна. Следователно, разликата в дизайна на бойните самолети е толкова очевидна - крилата им, опашките им и фюзелажът в сравнение с дозвуковите самолети.

При въздухоплавателни средства, изпълняващи полети с M<1, но при по-високи скорости (модерен пътнически самолет), такава ситуация може да възникне, но преходът към ултразвуковите скорости ще доведе до по-силна ударна вълна, значително увеличение на плъзгане, намалена асансьор, загуба на контрол и по-нататъшно намаление.

За такива въздухоплавателни средства в документите за летателна експлоатация се посочва критичен номер на Mach (RLE за местни, FCOM за чуждестранни). Това е най-ниската стойност на M, при която входящият поток във всяка част на самолета достига скоростта на звука (Mkr). Това е цялата тайна!

Между другото, най-успешните летящи пътници на Съветския съюз пътуваха по-бързо от съвременните. Не ми вярвай?

Новият е отдавна забравен стар

Старите хора са по-бързи от младите! И това не е шега. Един стар, забравен от всички въздухоплавателни средства, някога е бил флагманът на самолетите на СССР. Името му беше TU-144. Това е първият (и има) в света свръхзвуков пътнически самолет, който извършва търговски полети с максимална скорост до 2500 км / ч. Въпреки че кариерата на Ту-144 е кратка, съдбата му е неразривно свързана с броя на М.

Вторият подобен самолет беше британско-френският Concorde. Заслужава да се отбележи, че направиха първия полет с разлика само от два месеца. Доброто познаване на аеродинамиката ще помогне на пътниците на търговски полети да забравят за дълги полети през Атлантическия океан. А полетите на самолети и космически кораби ще продължат да вдъхновяват човечеството до нови открития.