آیا تا به حال خواسته اید خلبان شوید؟ بدانید که هدف بدون برنامه فقط یک خواسته است (سخنان کلاسیک بزرگ آنتوان دو سنت اگزوپری). شایان ذکر است که او نه تنها یک نویسنده، بلکه یک خلبان حرفه ای نیز بود.
کاملاً همه افرادی که با آسمان مرتبط هستند دوره های آیرودینامیک را می گذرانند. این علم حرکت هوا (گاز) است که تأثیر این محیط را بر روی اجسام جریان یافته نیز مطالعه می کند. یکی از بخش های آیرودینامیک ویژگی های پرواز با هواپیماهای مافوق صوت است. و در اینجا دانش آموز حرف M را با شکوه تمام می بیند. معنی آن چیست؟
مرجع بسیار مختصر
حرف لاتین M در کتاب های درسی آیرودینامیک چیزی جز عدد ماخ نیست. نسبت سرعت جریان در اطراف یک جسم (به عنوان مثال، یک هواپیما) به سرعت محلی صوت را نشان می دهد. نام خود را در کارهای هوانوردی مدیون دانشمند اتریشی ارنست ماخ است. در کلمات علمی به این شکل است:
M=v / a
در اینجا، v سرعت جریان مقابل است، a سرعت محلی صوت است.شایان ذکر است که منابع خارجی برخلاف ادبیات داخلی از سرعت شی استفاده می کنند. فردی که در فعالیت های حرفه ای با این مورد روبرو نمی شود، به احتمال زیاد، دو سوال خواهد داشت. سرعت محلی صوت چقدر است؟ چرا به عدد ماخ نیاز داریم؟
آماده برای برخاستن
منظور از کلمه صدا چیست؟ اول از همه، این یک موج است. به هر حال منبع صدا اختلالاتی در محیط ایجاد می کند که به مولکول های هوا و غیره به صورت زنجیره ای منتقل می شود. بنابراین، با افزایش ارتفاع، جایی که جو کمیاب تر است، موج صوتی با سرعت کمتری منتشر می شود. بر این اساس، سرعت محلی صوت است که در فرمول عدد ماخ وجود دارد. تمام مقادیر برای ارتفاعات خاص قبلاً محاسبه شده است (جدول ویژه) - فقط باید جایگزین کنید. سرعت جریان ورودی با استفاده از گیرنده های فشار هوا (APS) که در همه هواپیماها نصب شده اند اندازه گیری می شود. اکنون ما تمام داده ها را داریم، یعنی به راحتی می توانیم عدد ماخ را محاسبه کنیم. یک سوال منصفانه مطرح می شود: "چرا فقط از سرعت پرواز استفاده نکنیم؟". فراموش نکنید، شما با اعداد M بالا پرواز می کنید.
سه، دو، یک - بیا بریم
عدد ماخ در هوانوردی (و نه تنها) نقش بزرگی دارد. تقریباً تمام خلبانان غیرنظامی، نظامی و شاتل فضایی نمی توانند بدون آن کار کنند. این پارامتر بسیار مهم است!
هنگامی که یک هواپیما در فضا حرکت می کند، مولکول های هوا در اطراف آن شروع به "مشکلات" می کنند. اگر سرعت هواپیما کم باشد (M<1، ~ 400 کیلومتر در ساعت، هواپیمای مادون صوت)، چگالی محیطمحیط ثابت می ماند اما با افزایش انرژی جنبشی، بخشی از آن صرف فشرده‌سازی فضای اطراف هواپیما می‌شود. این اثر فشرده سازی به نیرویی که هواپیما بر روی مولکول های هوا وارد می کند بستگی دارد. هر چه سرعت هوا بیشتر باشد، هوا بیشتر فشرده می شود.
در سرعت فراصوتی (~1190 کیلومتر در ساعت)، اغتشاشات کوچک به مولکول های دیگر در اطراف هواپیما منتقل می شود (در نظر گرفتن سطح بال آسان تر است)، و در یک لحظه خوب، زمانی که در نقطه ای از سرعت هواپیمای روبرو می شود. جریان در مقایسه با صدای سرعت محلی (M=1، یعنی جریان، هواپیما می تواند با سرعت کمتری پرواز کند)، یک موج ضربه ای ایجاد می شود. بنابراین، تفاوت در طراحی جنگنده ها بسیار آشکار است: بال ها، دم و بدنه آنها در مقایسه با هواپیماهای مادون صوت.
در هواپیماهایی که با M<1 پرواز می کنند، اما در سرعت های بالا (لاین های مسافربری مدرن)، این وضعیت نیز می تواند اتفاق بیفتد، تنها انتقال به سرعت فراصوتی منجر به موج ضربه ای قوی تر، افزایش قابل توجه درگ، کاهش در بلند کردن، از دست دادن کنترل و سقوط بیشتر.
برای چنین هواپیماهایی، اسناد عملیات پرواز (AFM برای داخلی، FCOM برای خارجی) عدد بحرانی ماخ را نشان می دهد. این کمترین مقدار M است که در آن جریان ورودی در هر قسمت از هواپیما به سرعت صوت (Mcr) می رسد. این تمام راز است!
به هر حال، موفق ترین مسافران پرواز اتحاد جماهیر شوروی سریعتر سفر کردند.نوین. باور نمی کنی؟
جدید مدتهاست که فراموش شده است
افراد مسن سریعتر از جوانان هستند! و این یک شوخی نیست. یک هواپیمای قدیمی که توسط همه فراموش شده بود، زمانی پرچمدار هوانوردی اتحاد جماهیر شوروی بود. نام او TU-144 بود. این اولین هواپیمای مسافربری مافوق صوت تجاری جهان بود (و هنوز هم هست) با حداکثر سرعت 2500 کیلومتر در ساعت. اگرچه دوران پرواز Tu-144 کوتاه بود، اما سرنوشت آن به طور جدایی ناپذیر با شماره M. مرتبط بود.
دومین هواپیمای مشابه کنکورد بریتانیایی-فرانسوی بود. قابل ذکر است که آنها اولین پرواز را تنها با دو ماه اختلاف انجام دادند. دانش خوب آیرودینامیک به مسافران تجاری کمک می کند پروازهای طولانی در سراسر اقیانوس اطلس را فراموش کنند. و پرواز هواپیماها و فضاپیماها همچنان الهام بخش بشریت برای اکتشافات جدید خواهد بود.
