Oletko koskaan halunnut lentäjäksi? Tiedä, että tavoite ilman suunnitelmaa on vain halu (suuren klassikon Antoine de Saint-Exuperyn sanat). On syytä huomata, että hän ei ollut vain kirjailija, vaan myös ammattilentäjä.
Ehdottomasti kaikki taivaaseen liittyvät ihmiset osallistuvat aerodynamiikan kursseille. Tämä on tiede ilman (kaasun) liikkeestä, joka tutkii myös tämän väliaineen vaikutusta virtaviivaisiin esineisiin. Yksi aerodynamiikan osista on yliäänilentokoneiden lennon ominaisuudet. Ja tässä opiskelija näkee M-kirjaimen kaikessa loistossaan. Mitä se tarkoittaa?
Erittäin lyhyt viite
Latinalainen M-kirjain aerodynamiikan oppikirjoissa on vain Machin numero. Se ilmaisee kohteen (esimerkiksi lentokoneen) ympärillä olevan virtausnopeuden suhdetta paikalliseen äänennopeuteen. Se on ilmailualan nimensä velkaa itäv altalaiselle tiedemiehelle Ernst Machille. Tieteellisin sanoin se näyttää tältä:
M=v / a
Tässä v on vastaantulevan virtauksen nopeus, a on paikallinen äänen nopeus. On syytä huomata, että ulkomaiset lähteet käyttävät kohteen nopeutta, toisin kuin kotimainen kirjallisuus. Henkilöllä, joka ei tapaa tätä ammatillisessa toiminnassa, on todennäköisesti kaksi kysymystä. Mikä on paikallinen äänen nopeus? Miksi tarvitsemme Mach-luvun?
Valmiina lentoon
Mitä sana ääni tarkoittaa? Ensinnäkin se on a alto. Äänilähde aiheuttaahan ympäristöön häiriöitä, jotka siirtyvät ketjussa ilmamolekyyleihin ja niin edelleen. Siksi korkeuden kasvaessa, missä ilmakehä on harvinaisempi, äänia alto etenee pienemmällä nopeudella. Vastaavasti Machin lukukaavassa on paikallinen äänen nopeus. Kaikki arvot tietyille korkeuksille on jo laskettu (erikoistaulukot) - sinun on vain vaihdettava. Vastaantulevan virtauksen nopeus mitataan ilmapainevastaanottimilla (APS), jotka on asennettu kaikkiin lentokoneisiin. Nyt meillä on kaikki tiedot, mikä tarkoittaa, että voimme helposti laskea Mach-luvun. Herää oikeudenmukainen kysymys: "Miksi ei vain käytä lentonopeutta?". Älä unohda, lennät korkeilla M-numeroilla.
Kolme, kaksi, yksi - mennään
Machin numerolla ilmailussa (eikä vain) on v altava rooli. Melkein kaikki siviili-, sotilas- ja avaruussukkuloiden lentäjät eivät tule toimeen ilman sitä. Tämä parametri on niin tärkeä!
Kun lentokone liikkuu avaruudessa, sen ympärillä olevat ilmamolekyylit alkavat "häiriötä". Jos lentokoneen nopeus on pieni (M<1, ~ 400 km/h, ääntä hitaampi lentokone), niin ympäristön tiheysympäristö pysyy vakiona. Mutta kineettisen energian kasvaessa osa siitä kuluu ilmatilan puristamiseen lentokoneen ympärillä. Tämä puristusvaikutus riippuu voimasta, jolla lentokone vaikuttaa ilmamolekyyleihin. Mitä suurempi ilmanopeus, sitä enemmän ilma puristuu.
Transonisella nopeudella (~1190 km/h) pienet häiriöt välittyvät muihin lentokoneen ympärillä oleviin molekyyleihin (helppo huomioida siiven pinta) ja yhtenä hienona hetkenä, kun jossain vaiheessa vastaantulevan nopeus virtaus verrattuna paikalliseen nopeusääneen (M=1, eli virtaus, lentokone voi lentää pienemmällä nopeudella), syntyy shokkia alto. Siksi ero hävittäjien suunnittelussa on niin ilmeinen: niiden siivet, häntä ja runko verrattuna ääntä hitaaseen lentokoneeseen.
M<1:llä lentävissä lentokoneissa, mutta suurilla nopeuksilla (nykyaikaiset matkustajalentokoneet), tämä tilanne voi myös tapahtua, vain siirtyminen transoniseen nopeuteen johtaa voimakkaampaan iskua altoon, vastuksen huomattavaan lisääntymiseen, nosto, hallinnan menetys ja putoaminen lisää.
Tällaisten ilma-alusten lentotoiminta-asiakirjat (AFM kotimaisille, FCOM ulkomaisille) osoittavat kriittisen Mach-luvun. Tämä on M:n pienin arvo, jolla vastaantuleva virtaus missä tahansa ilma-aluksen osassa saavuttaa äänennopeuden (Mcr). Siinä koko salaisuus!
Muuten, Neuvostoliiton menestyneimmät lentävät matkustajat matkustivat nopeamminmoderni. Etkö usko minua?
Uusi on kauan unohdettu vanha
Vanhat ihmiset ovat nopeampia kuin nuoret! Eikä se ole vitsi. Yksi kaikkien unohtama vanha lentokone oli aikoinaan Neuvostoliiton ilmailun lippulaiva. Hänen nimensä oli TU-144. Se oli (ja on edelleen) maailman ensimmäinen kaupallinen yliäänilentokone, jonka huippunopeus oli jopa 2 500 km/h. Vaikka Tu-144:n lentoura oli lyhyt, sen kohtalo liittyi erottamattomasti numeroon M.
Toinen vastaava lentokone oli brittiläis-ranskalainen Concorde. On huomionarvoista, että he tekivät ensimmäisen lennon vain kahden kuukauden erolla. Hyvä aerodynamiikan tuntemus auttaa kaupallisia matkustajia unohtamaan pitkät lennot Atlantin yli. Ja lentokoneiden ja avaruusalusten lennot innostavat ihmiskuntaa jatkossakin uusiin löytöihin.
