هل أردت يومًا أن تصبح طيارًا؟ اعلم أن الهدف بدون خطة هو مجرد رغبة (كلمات الكلاسيكية الرائعة Antoine de Saint-Exupery). وتجدر الإشارة إلى أنه لم يكن كاتبًا فحسب ، بل كان أيضًا طيارًا محترفًا.
بالتأكيد جميع الأشخاص المرتبطين بالسماء يأخذون دورات في الديناميكا الهوائية. هذا هو علم حركة الهواء (الغاز) ، والذي يدرس أيضًا تأثير هذه الوسيلة على الأجسام الانسيابية. أحد أقسام الديناميكا الهوائية هو ميزات الطيران على متن طائرة تفوق سرعة الصوت. وهنا سيرى الطالب حرف M بكل مجده فماذا يعني؟
مرجع مختصر جدا
الحرف اللاتيني M في الكتب المدرسية عن الديناميكا الهوائية ليس سوى رقم ماخ. يشير إلى نسبة سرعة التدفق حول جسم ما (على سبيل المثال ، طائرة) إلى سرعة الصوت المحلية. تدين باسمها في أعمال الطيران للعالم النمساوي إرنست ماخ. بكلمات علمية تبدو كالتالي:
م=ت / أ
هنا ، v هي سرعة التدفق القادم ، و a هي السرعة المحلية للصوت.تجدر الإشارة إلى أن المصادر الأجنبية تستخدم سرعة الكائن ، على عكس الأدبيات المحلية. الشخص الذي لا يجتمع مع هذا في الأنشطة المهنية ، على الأرجح ، سيكون لديه سؤالان. ما هي السرعة المحلية للصوت؟ لماذا نحتاج إلى رقم ماخ؟
جاهز للإقلاع
ما هو المقصود بكلمة صوت؟ بادئ ذي بدء ، إنها موجة. بعد كل شيء ، مصدر الصوت يخلق اضطرابات في البيئة ، والتي تنتقل إلى جزيئات الهواء ، وما إلى ذلك في سلسلة. لذلك ، مع زيادة الارتفاع ، حيث يكون الغلاف الجوي أكثر خلخًا ، تنتشر الموجة الصوتية بسرعة أقل. وفقًا لذلك ، فإن السرعة المحلية للصوت موجودة في صيغة رقم Mach. تم بالفعل حساب جميع قيم ارتفاعات معينة (جداول خاصة) - ما عليك سوى استبدالها. يتم قياس سرعة التدفق القادم باستخدام مستقبلات ضغط الهواء (APS) ، والتي يتم تثبيتها على جميع الطائرات. الآن لدينا جميع البيانات ، مما يعني أنه يمكننا بسهولة حساب رقم Mach. يطرح سؤال عادل: "لماذا لا تستخدم سرعة الطيران فقط؟". لا تنسى ، أنت تطير بأرقام M عالية.
ثلاثة ، اثنان ، واحد - هيا بنا
رقم ماخ في الطيران (وليس فقط) يلعب دورًا كبيرًا. لا يمكن لجميع طياري المكوك المدنيين والعسكريين والفضائيين تقريبًا الاستغناء عنها. هذه المعلمة مهمة جدا!
عندما تتحرك طائرة في الفضاء ، تبدأ جزيئات الهواء من حولها في "الإزعاج". إذا كانت سرعة الطائرة منخفضة (M<1 ، ~ 400 كم / ساعة ، طائرة دون سرعة الصوت) ، فإن الكثافة المحيطةتظل البيئة ثابتة. ولكن مع زيادة الطاقة الحركية ، يتم إنفاق جزء منها على ضغط المجال الجوي حول الطائرة. يعتمد تأثير الضغط هذا على القوة التي تعمل بها الطائرة على جزيئات الهواء. كلما زادت سرعة الهواء ، زاد ضغط الهواء.
عند السرعة العابرة (حوالي 1190 كم / ساعة) ، تنتقل الاضطرابات الصغيرة إلى جزيئات أخرى حول الطائرة (أسهل في النظر إلى سطح الجناح) ، وفي لحظة واحدة جيدة ، عندما تكون سرعة قدوم في وقت ما يقارن التدفق مع سرعة الصوت المحلية (M=1 ، أي التدفق ، يمكن للطائرة أن تطير بسرعة أقل) ، تنشأ موجة صدمة. لذلك ، فإن الاختلاف في تصميم المقاتلات واضح جدًا: أجنحتها وذيلها وجسم الطائرة ، مقارنة بالطائرات التي تقل سرعة الصوت.
على الطائرات التي تحلق مع M<1 ، ولكن بسرعات عالية (بطانات الركاب الحديثة) ، يمكن أن يحدث هذا الموقف أيضًا ، فقط الانتقال إلى السرعة العابرة للقوة سيؤدي إلى موجة صدمة أقوى ، وزيادة كبيرة في السحب ، وانخفاض في الرفع وفقدان السيطرة وسقوط المزيد
بالنسبة لمثل هذه الطائرات ، تشير مستندات عملية الرحلة (AFM للداخلية ، FCOM للأجنبية) إلى رقم Mach الحرج. هذه هي أدنى قيمة لـ M يصل عندها التدفق القادم في أي جزء من الطائرة إلى سرعة الصوت (Mcr). هذا هو السر كله!
بالمناسبة ، أنجح ركاب الاتحاد السوفيتي سافروا بشكل أسرععصري. لا تصدقني؟
الجديد منسي منذ زمن طويل
كبار السن أسرع من الصغار! وهي ليست مزحة. كانت إحدى الطائرات القديمة التي نسيها الجميع في يوم من الأيام هي الرائد في طيران الاتحاد السوفيتي. كان اسمه TU-144. كانت (ولا تزال) أول طائرة ركاب تجارية أسرع من الصوت في العالم ، بسرعة قصوى تصل إلى 2500 كم / ساعة. على الرغم من أن مهنة الطيران في الطائرة Tu-144 كانت قصيرة ، إلا أن مصيرها كان مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بالرقم M.
ثاني طائرة مماثلة كانت كونكورد بريطاني فرنسي. يشار إلى أنهم قاموا بأول رحلة بفارق شهرين فقط. ستساعد المعرفة الجيدة بالديناميكا الهوائية المسافرين التجاريين على نسيان الرحلات الطويلة عبر المحيط الأطلسي. وستستمر رحلات الطائرات والمركبات الفضائية في إلهام البشرية لاكتشافات جديدة.
