Jeste li ikada željeli biti pilot? Znajte da je cilj bez plana samo želja (riječi velikog klasika Antoinea de Saint-Exuperyja). Vrijedi napomenuti da nije bio samo pisac, već i profesionalni pilot.
Apsolutno svi ljudi povezani s nebom pohađaju tečajeve aerodinamike. Ovo je znanost o kretanju zraka (plina), koja također proučava učinak ovog medija na aerodinamične objekte. Jedan od odjeljaka aerodinamike su značajke leta na nadzvučnim zrakoplovima. I ovdje će učenik vidjeti slovo M u svom svom sjaju. Što to znači?
Vrlo kratka referenca
Latinsko slovo M u udžbenicima o aerodinamici nije ništa drugo nego Machov broj. Označava omjer brzine strujanja oko objekta (na primjer, zrakoplova) i lokalne brzine zvuka. Svoje ime u zrakoplovstvu duguje austrijskom znanstveniku Ernstu Machu. Znanstvenim riječima to izgleda ovako:
M=v / a
Ovdje, v je brzina nadolazećeg toka, a je lokalna brzina zvuka. Vrijedi napomenuti da strani izvori koriste brzinu objekta, za razliku od domaće literature. Osoba koja se s tim ne susreće u profesionalnim aktivnostima, najvjerojatnije će imati dva pitanja. Kolika je lokalna brzina zvuka? Zašto nam treba Machov broj?
Spremni za polijetanje
Što znači riječ zvuk? Prije svega, to je val. Uostalom, izvor zvuka stvara poremećaje u okolišu, koji se prenose na molekule zraka, i tako u lancu. Stoga će se s povećanjem nadmorske visine, gdje je atmosfera sve razrijeđena, zvučni val širiti manjom brzinom. Sukladno tome, u formuli Machovog broja prisutna je lokalna brzina zvuka. Sve vrijednosti za određene visine su već izračunate (posebne tablice) - samo trebate zamijeniti. Brzina nadolazećeg protoka mjeri se pomoću prijemnika zračnog tlaka (APS), koji su instalirani na svim zrakoplovima. Sada imamo sve podatke, što znači da lako možemo izračunati Machov broj. Postavlja se pošteno pitanje: "Zašto jednostavno ne iskoristiti brzinu leta?". Ne zaboravite, letite visoke M brojeva.
Tri, dva, jedan - idemo
Machov broj u zrakoplovstvu (i ne samo) igra veliku ulogu. Gotovo svi piloti civilnih, vojnih i svemirskih šatlova ne mogu bez toga. Ovaj parametar je tako važan!
Kada se zrakoplov kreće u svemiru, molekule zraka oko njega počinju se "ometati". Ako je brzina zrakoplova mala (M<1, ~ 400 km/h, podzvučni zrakoplov), tada gustoća okolineokruženje ostaje konstantno. No, kako se kinetička energija povećava, dio se troši na kompresiju zračnog prostora oko zrakoplova. Ovaj učinak kompresije ovisi o sili kojom zrakoplov djeluje na molekule zraka. Što je veća brzina zraka, to je zrak više komprimiran.
Pri transzvučnoj brzini (~1190 km/h), male perturbacije se prenose na druge molekule oko zrakoplova (lakše je razmotriti površinu krila), i to u jednom lijepom trenutku, kada u nekom trenutku brzina nadolazećeg protok u usporedbi s lokalnom brzinom zvuka (M=1, naime protok, zrakoplov može letjeti manjom brzinom), nastaje udarni val. Stoga je razlika u dizajnu lovaca tako očita: njihova krila, rep i trup, u usporedbi s podzvučnim zrakoplovima.
Na zrakoplovu koji leti s M<1, ali pri velikim brzinama (moderni putnički brodovi), može se dogoditi i ova situacija, samo će prijelaz na transzvučnu brzinu dovesti do jačeg udarnog vala, značajnog povećanja otpora, smanjenja podizanje, gubitak kontrole i daljnji pad.
Za takve zrakoplove, operativni dokumenti (AFM za domaće, FCOM za strane) navode kritični Machov broj. Ovo je najniža vrijednost M pri kojoj će nadolazeći tok u bilo kojem dijelu zrakoplova dostići brzinu zvuka (Mcr). To je cijela tajna!
Usput, najuspješniji leteći putnici Sovjetskog Saveza putovali su bržemoderno. Ne vjerujete mi?
Novo je davno zaboravljeno staro
Stari ljudi su brži od mladih! I nije šala. Jedan stari avion kojeg su svi zaboravili nekada je bio perjanica zrakoplovstva SSSR-a. Zvao se TU-144. Bio je (i još uvijek je) prvi komercijalni nadzvučni putnički zrakoplov na svijetu, s maksimalnom brzinom do 2500 km/h. Iako je letačka karijera Tu-144 bila kratka, njegova je sudbina bila neraskidivo povezana s brojem M.
Drugi sličan zrakoplov bio je britansko-francuski Concorde. Važno je napomenuti da su prvi let napravili s razlikom od samo dva mjeseca. Dobro poznavanje aerodinamike pomoći će komercijalnim putnicima da zaborave na duge letove preko Atlantika. A letovi zrakoplova i svemirskih letjelica nastavit će inspirirati čovječanstvo na nova otkrića.
