Ste si kdaj želeli biti pilot? Vedite, da je cilj brez načrta le želja (besede velikega klasika Antoina de Saint-Exuperyja). Omeniti velja, da ni bil le pisatelj, ampak tudi profesionalni pilot.
Absolutno vsi ljudje, povezani z nebom, obiskujejo tečaje aerodinamike. To je znanost o gibanju zraka (plina), ki preučuje tudi učinek tega medija na poenostavljene predmete. Eden od oddelkov aerodinamike so značilnosti letenja na nadzvočnih letalih. In tu bo študent videl črko M v vsem njenem sijaju. Kaj to pomeni?
Zelo kratka referenca
Latinska črka M v učbenikih o aerodinamiki ni nič drugega kot Machovo število. Označuje razmerje med hitrostjo toka okoli predmeta (na primer letala) in lokalno hitrostjo zvoka. Svoje ime v letalskih delih dolguje avstrijskemu znanstveniku Ernstu Machu. Z znanstvenimi besedami izgleda takole:
M=v / a
Tukaj je v hitrost nasprotnega toka, a je lokalna hitrost zvoka. Omeniti velja, da tuji viri uporabljajo hitrost predmeta, v nasprotju z domačo literaturo. Oseba, ki se s tem v poklicnih dejavnostih ne srečuje, bo verjetno imela dve vprašanji. Kakšna je lokalna hitrost zvoka? Zakaj potrebujemo Machovo število?
Pripravljen za vzlet
Kaj pomeni beseda zvok? Najprej je to val. Konec koncev vir zvoka ustvarja motnje v okolju, ki se prenašajo na molekule zraka in tako naprej. Zato se bo z naraščajočo nadmorsko višino, kjer je atmosfera bolj redka, zvočni val širil z nižjo hitrostjo. V skladu s tem je lokalna hitrost zvoka prisotna v formuli Machovega števila. Vse vrednosti za določene višine so že izračunane (posebne tabele) - le zamenjati morate. Hitrost prihajajočega toka se meri s sprejemniki zračnega tlaka (APS), ki so nameščeni na vseh letalih. Zdaj imamo vse podatke, kar pomeni, da lahko enostavno izračunamo Machovo število. Postavlja se pošteno vprašanje: "Zakaj ne bi uporabili le hitrosti leta?". Ne pozabite, letite z visokimi M številkami.
Tri, dva, ena - gremo
Machova številka v letalstvu (in ne samo) igra veliko vlogo. Brez tega ne morejo skoraj vsi piloti civilnih, vojaških in vesoljskih šatlov. Ta parameter je tako pomemben!
Ko se letalo premika v vesolju, začnejo molekule zraka okoli njega "motiti". Če je hitrost letala nizka (M<1, ~ 400 km/h, podzvočno letalo), potem je gostota okoljaokolje ostaja konstantno. Toda ko se kinetična energija povečuje, se del porabi za stiskanje zračnega prostora okoli letala. Ta učinek stiskanja je odvisen od sile, s katero letalo deluje na molekule zraka. Večja kot je zračna hitrost, bolj je zrak stisnjen.
Pri transsonični hitrosti (~1190 km/h) se majhne motnje prenašajo na druge molekule okoli letala (lažje je upoštevati površino kril) in v enem lepem trenutku, ko se v nekem trenutku hitrost nasproti tok primerja z zvokom lokalne hitrosti (M=1, in sicer pretok, letalo lahko leti z nižjo hitrostjo), nastane udarni val. Zato je razlika v zasnovi lovcev tako očitna: njihova krila, rep in trup v primerjavi s podzvočnimi letali.
Na letalih, ki letijo z M<1, vendar pri velikih hitrostih (sodobne potniške linije) se lahko zgodi tudi ta situacija, le prehod na transonično hitrost bo povzročil močnejši udarni val, znatno povečanje upora, zmanjšanje dvig, izguba nadzora in nadaljnji padec.
Za takšna letala dokumenti o letenju (AFM za domače, FCOM za tuje) navajajo kritično Machovo število. To je najnižja vrednost M, pri kateri bo nasprotni tok v katerem koli delu letala dosegel hitrost zvoka (Mcr). To je vsa skrivnost!
Mimogrede, najuspešnejši leteči potniki Sovjetske zveze so potovali hitrejemoderno. Ne verjamete?
Novo je davno pozabljeno staro
Stari so hitrejši od mladih! In to ni šala. Eno staro letalo, ki so ga vsi pozabili, je bilo nekoč paradni konj letalstva ZSSR. Ime mu je bilo TU-144. Bilo je (in je še vedno) prvo komercialno nadzvočno potniško letalo na svetu z največjo hitrostjo do 2.500 km/h. Čeprav je bila letalska kariera Tu-144 kratka, je bila njegova usoda neločljivo povezana s številko M.
Drugo podobno letalo je bilo britansko-francoski Concorde. Omeniti velja, da so prvi let opravili z razliko le dveh mesecev. Dobro poznavanje aerodinamike bo komercialnim potnikom pomagalo pozabiti na dolge lete čez Atlantik. In leti letal in vesoljskih plovil bodo še naprej navdihovali človeštvo za nova odkritja.
