Da li ste ikada poželeli da budete 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 sa nebom pohađaju kurseve aerodinamike. Ovo je nauka o kretanju vazduha (gasa), koja takođe proučava uticaj ovog medija na aerodinamične objekte. Jedna od sekcija aerodinamike su karakteristike leta na nadzvučnim avionima. I ovdje će učenik vidjeti slovo M u svom sjaju. Šta ono znači?
Veoma kratka referenca
Latinsko slovo M u udžbenicima iz aerodinamike nije ništa drugo do Mahov broj. Označava omjer brzine strujanja oko objekta (na primjer, aviona) i lokalne brzine zvuka. Svoje ime u vazduhoplovstvu duguje austrijskom naučniku Ernstu Mahu. Naučnim 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, najvjerovatnije će imati dva pitanja. Kolika je lokalna brzina zvuka? Zašto nam treba Machov broj?
Spremni za polijetanje
Šta se podrazumijeva pod riječju zvuk? Prije svega, to je talas. Na kraju krajeva, izvor zvuka stvara poremećaje u okolini, koji se prenose na molekule zraka, i tako dalje u lancu. Stoga, s povećanjem nadmorske visine, gdje je atmosfera sve razrijeđena, zvučni talas će se širiti manjom brzinom. Prema tome, lokalna brzina zvuka je prisutna u formuli Mahovog broja. Sve vrijednosti za određene visine su već izračunate (posebne tablice) - samo trebate zamijeniti. Brzina nadolazećeg protoka se mjeri pomoću prijemnika vazdušnog pritiska (APS), koji su instalirani na svim avionima. Sada imamo sve podatke, što znači da lako možemo izračunati Mahov broj. Postavlja se pošteno pitanje: "Zašto jednostavno ne iskoristite brzinu leta?". Ne zaboravite, letite visoke M brojeva.
Tri, dva, jedan - idemo
Mahov broj u avijaciji (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 letelica kreće u svemiru, molekuli vazduha oko njega počinju da se "ometaju". Ako je brzina aviona mala (M<1, ~ 400 km/h, podzvučni avion), onda je gustina ambijentaokruženje ostaje konstantno. Ali, kako se kinetička energija povećava, dio se troši na kompresiju zračnog prostora oko aviona. Ovaj efekat kompresije zavisi od sile kojom letelica deluje na molekule vazduha. Što je veća brzina zraka, to je zrak više komprimiran.
Pri transzvučnoj brzini (~1190 km/h), male perturbacije se prenose na druge molekule oko aviona (lakše je razmotriti površinu krila), i to u jednom lijepom trenutku, kada u nekom trenutku brzina nadolazećeg protok uporedi sa zvukom lokalne brzine (M=1, odnosno protok, avion može da leti manjom brzinom), nastaje udarni talas. Stoga je razlika u dizajnu lovaca tako očigledna: njihova krila, rep i trup, u poređenju sa podzvučnim avionima.
Na avionima koji lete sa M<1, ali pri velikim brzinama (moderni putnički avioni), može se desiti i ova situacija, samo će prelazak na transsoničnu brzinu dovesti do jačeg udarnog talasa, značajnog povećanja otpora, smanjenja podizanje, gubitak kontrole i dalji pad.
Za takve avione, operativni dokumenti (AFM za domaće, FCOM za strane) ukazuju na kritični Mahov broj. Ovo je najniža vrijednost M pri kojoj će nadolazeći tok u bilo kojem dijelu aviona dostići brzinu zvuka (Mcr). To je cela 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 koji su svi zaboravili nekada je bio vodeći brod avijacije SSSR-a. Zvao se TU-144. Bio je (i još uvijek je) prvi komercijalni supersonični putnički avion na svijetu, s maksimalnom brzinom do 2.500 km/h. Iako je letačka karijera Tu-144 bila kratka, njegova sudbina bila je neraskidivo povezana sa brojem M.
Drugi sličan avion bio je britansko-francuski Concorde. Važno je napomenuti da su prvi let napravili sa razlikom od samo dva mjeseca. Dobro poznavanje aerodinamike pomoći će komercijalnim putnicima da zaborave na duge letove preko Atlantika. A letovi aviona i svemirskih letelica će nastaviti da inspirišu čovečanstvo na nova otkrića.
