Ți-ai dorit vreodată să fii pilot? Să știi că un scop fără plan este doar o dorință (cuvintele marelui clasic Antoine de Saint-Exupery). Este de remarcat faptul că nu a fost doar un scriitor, ci și un pilot profesionist.
Absolut toți oamenii asociați cu cerul urmează cursuri de aerodinamică. Aceasta este știința mișcării aerului (gazului), care studiază și efectul acestui mediu asupra obiectelor raționalizate. Una dintre secțiunile aerodinamicii este caracteristicile zborului pe aeronave supersonice. Și aici elevul va vedea litera M în toată splendoarea ei. Ce înseamnă?
Referință foarte scurtă
Litera latină M din manualele de aerodinamică nu este altceva decât numărul Mach. Indică raportul dintre viteza curgerii în jurul unui obiect (de exemplu, o aeronavă) și viteza locală a sunetului. Își datorează numele în lucrările aviatice omului de știință austriac Ernst Mach. În cuvinte științifice, arată astfel:
M=v / a
Aici, v este viteza fluxului care se apropie, a este viteza locală a sunetului. Este de remarcat faptul că sursele străine folosesc viteza obiectului, spre deosebire de literatura internă. O persoană care nu se întâlnește cu acest lucru în activități profesionale, cel mai probabil, va avea două întrebări. Care este viteza locală a sunetului? De ce avem nevoie de un număr Mach?
Gata de decolare
Ce se înțelege prin cuvântul sunet? În primul rând, este un val. La urma urmei, sursa de sunet creează perturbări în mediu, care sunt transmise moleculelor de aer și așa mai departe într-un lanț. Prin urmare, odată cu creșterea altitudinii, unde atmosfera este mai rarefiată, unda sonoră se va propaga cu o viteză mai mică. În consecință, viteza locală a sunetului este prezentă în formula numărului Mach. Toate valorile pentru înălțimi specifice au fost deja calculate (tabele speciale) - trebuie doar să înlocuiți. Viteza curgerii care se apropie este măsurată folosind receptori de presiune a aerului (APS), care sunt instalați pe toate aeronavele. Acum avem toate datele, ceea ce înseamnă că putem calcula cu ușurință numărul Mach. Apare o întrebare corectă: „De ce nu folosiți pur și simplu viteza de zbor?”. Nu uitați că zburați cu numere M mari.
Trei, doi, unu - să mergem
Numărul Mach în aviație (și nu numai) joacă un rol enorm. Aproape toți piloții civili, militari și navetei spațiale nu se pot descurca fără el. Acest parametru este atât de important!
Când o aeronavă se mișcă în spațiu, moleculele de aer din jurul său încep să „deranjeze”. Dacă viteza aeronavei este scăzută (M<1, ~ 400 km/h, aeronavă subsonică), atunci densitatea ambientalămediul rămâne constant. Dar, pe măsură ce energia cinetică crește, o parte din ea este cheltuită pentru comprimarea spațiului aerian din jurul aeronavei. Acest efect de compresie depinde de forța cu care aeronava acționează asupra moleculelor de aer. Cu cât viteza aerului este mai mare, cu atât aerul este mai comprimat.
La viteza transsonică (~1190 km/h), micile perturbații sunt transmise altor molecule din jurul aeronavei (mai ușor de luat în considerare suprafața aripii) și la un moment bun, când la un moment dat viteza celui care se apropie debitul se compară cu viteza locală a sunetului (M=1, adică debitul, aeronava poate zbura cu o viteză mai mică), apare o undă de șoc. Prin urmare, diferența în designul luptătorilor este atât de evidentă: aripile, coada și fuselajul lor, în comparație cu aeronavele subsonice.
La aeronavele care zboară cu M<1, dar la viteze mari (navioane moderne de pasageri), se poate întâmpla și această situație, doar trecerea la viteza transsonică va duce la o undă de șoc mai puternică, o creștere semnificativă a rezistenței, o scădere a ridicare, pierderea controlului și cădere în continuare.
Pentru astfel de aeronave, documentele de operare a zborului (AFM pentru intern, FCOM pentru străină) indică numărul Mach critic. Aceasta este cea mai mică valoare a lui M la care fluxul care se apropie în orice parte a aeronavei va atinge viteza sunetului (Mcr). Acesta este tot secretul!
Apropo, cei mai de succes pasageri zburători ai Uniunii Sovietice au călătorit mai repedemodern. Nu mă credeți?
Noul este vechi uitat de mult
Bătrânii sunt mai rapizi decât cei tineri! Și nu este o glumă. Un avion vechi uitat de toată lumea a fost odată nava amiral a aviației URSS. Numele lui era TU-144. A fost (și încă este) primul avion comercial supersonic de pasageri din lume, cu o viteză maximă de până la 2.500 km/h. Deși cariera de zbor a lui Tu-144 a fost scurtă, soarta sa a fost indisolubil legată de numărul M.
A doua aeronavă similară a fost Concorde-ul britanic-francez. Este de remarcat faptul că au făcut primul zbor cu o diferență de doar două luni. O bună cunoaștere a aerodinamicii îi va ajuta pe pasagerii comerciali să uite de zborurile lungi peste Atlantic. Și zborurile aeronavelor și navelor spațiale vor continua să inspire omenirea către noi descoperiri.
