Kas olete kunagi tahtnud saada piloodiks? Tea, et eesmärk ilma plaanita on vaid soov (suure klassiku Antoine de Saint-Exupery sõnad). Väärib märkimist, et ta polnud mitte ainult kirjanik, vaid ka elukutseline piloot.
Absoluutselt kõik taevaga seotud inimesed läbivad aerodünaamika kursusi. See on õhu (gaasi) liikumise teadus, mis uurib ka selle keskkonna mõju voolujoonelistele objektidele. Üks aerodünaamika osadest on ülehelikiirusega lennukitel lendamise omadused. Ja siin näeb õpilane M-tähte täies hiilguses. Mida see tähendab?
Väga lühike viide
Ladina täht M aerodünaamikaõpikutes pole midagi muud kui Machi arv. See tähistab objekti (näiteks lennuki) ümbritseva voolukiiruse ja kohaliku helikiiruse suhet. See võlgneb oma nime lennunduses Austria teadlasele Ernst Machile. Teaduslike sõnadega näeb see välja järgmine:
M=v / a
Siin v on vastutuleva voolu kiirus, a on kohalik helikiirus. Väärib märkimist, et välismaised allikad kasutavad erinev alt kodumaisest kirjandusest objekti kiirust. Inimesel, kes sellega ametialases tegevuses ei kohtu, tekib tõenäoliselt kaks küsimust. Mis on kohalik helikiirus? Miks me vajame Machi numbrit?
Valmis stardiks
Mida tähendab sõna heli? Esiteks on see laine. Heliallikas tekitab ju keskkonnas häireid, mis kanduvad ahelas edasi õhumolekulidesse jne. Seetõttu levib helilaine kõrguse suurenedes, kus atmosfäär on haruldasem, väiksema kiirusega. Sellest lähtuv alt on Machi arvuvalemis esindatud kohalik helikiirus. Kõik konkreetsete kõrguste väärtused on juba välja arvutatud (spetsiaalsed tabelid) - peate lihts alt asendama. Vastutuleva voolu kiirust mõõdetakse õhurõhu vastuvõtjate (APS) abil, mis on paigaldatud kõikidele lennukitele. Nüüd on meil kõik andmed, mis tähendab, et saame Machi arvu hõlps alt arvutada. Tekib õiglane küsimus: "Miks mitte kasutada lihts alt lennukiirust?". Ärge unustage, et lendate kõrgete M numbritega.
Kolm, kaks, üks – lähme
Machi arv lennunduses (ja mitte ainult) mängib tohutut rolli. Peaaegu kõik tsiviil-, sõjaväe- ja kosmosesüstiku piloodid ei saa ilma selleta hakkama. See parameeter on nii oluline!
Kui lennuk kosmoses liigub, hakkavad teda ümbritsevad õhumolekulid "häirima". Kui õhusõiduki kiirus on väike (M<1, ~ 400 km/h, allahelikiirusega lennuk), siis ümbritseva õhu tiheduskeskkond jääb muutumatuks. Kuid kuna kineetiline energia suureneb, kulub osa sellest lennukit ümbritseva õhuruumi kokkusurumiseks. See kokkusurumisefekt sõltub jõust, millega lennuk õhumolekulidele mõjub. Mida suurem on õhukiirus, seda rohkem õhk surutakse kokku.
Transoonilise kiiruse (~1190 km/h) juures kanduvad väikesed häired teistele lennukit ümbritsevatele molekulidele (lihtsam on arvestada tiiva pinda) ning ühel ilusal hetkel, kui ühel hetkel vastutuleva lennu kiirus voolu võrreldakse kohaliku kiirusheliga (M=1, nimelt voog, lennuk suudab lennata väiksema kiirusega), tekib lööklaine. Seetõttu on hävitajate konstruktsiooni erinevus nii ilmne: nende tiivad, saba ja kere võrreldes allahelikiirusega lennukitega.
M<1-ga lendavate lennukite puhul, kuid suurtel kiirustel (kaasaegsed reisilaevad) võib selline olukord juhtuda, ainult üleminek transoonilisele kiirusele toob kaasa tugevama lööklaine, takistuse olulise suurenemise, õhutakistuste vähenemise. tõstmine, kontrolli kaotamine ja edasine kukkumine.
Selliste õhusõidukite puhul näitavad lennutegevuse dokumendid (AFM kodumaiste, FCOM välismaiste puhul) kriitilist Machi numbrit. See on M madalaim väärtus, mille juures lähenev vool mis tahes õhusõiduki osas saavutab helikiiruse (Mcr). See on kogu saladus!
Muide, Nõukogude Liidu edukaimad lendavad reisijad reisisid kiireminikaasaegne. Kas ei usu mind?
Uus on ammu unustatud vana
Vanad inimesed on kiiremad kui noored! Ja see pole nali. Üks kõigi poolt unustatud vana lennuk oli kunagi NSVL lennunduse lipulaev. Tema nimi oli TU-144. See oli (ja on siiani) maailma esimene äriline ülehelikiirusega reisilennuk, mille tippkiirus oli kuni 2500 km/h. Kuigi Tu-144 lennukarjäär oli lühike, oli selle saatus lahutamatult seotud numbriga M.
Teine sarnane lennuk oli Briti-Prantsuse Concorde. Tähelepanuväärne on, et nad tegid esimese lennu vaid kahekuulise vahega. Hea aerodünaamika tundmine aitab reisijatel unustada pikad lennud üle Atlandi ookeani. Ja lennukite ja kosmoseaparaatide lennud inspireerivad inimkonda jätkuv alt uutele avastustele.
