¿Alguna vez has querido ser piloto? Sepa que una meta sin un plan es solo un deseo (las palabras del gran clásico Antoine de Saint-Exupery). Cabe señalar que no solo era escritor, sino también piloto profesional.
Absolutamente todas las personas relacionadas con el cielo toman cursos de aerodinámica. Esta es la ciencia del movimiento del aire (gas), que también estudia el efecto de este medio en los objetos aerodinámicos. Una de las secciones de la aerodinámica son las características del vuelo en aviones supersónicos. Y aquí el estudiante verá la letra M en todo su esplendor ¿Qué significa?
Referencia muy breve
La letra latina M en los libros de texto sobre aerodinámica no es más que el número de Mach. Denota la relación entre la velocidad del flujo alrededor de un objeto (por ejemplo, un avión) y la velocidad local del sonido. Debe su nombre en trabajos de aviación al científico austriaco Ernst Mach. En palabras científicas se ve así:
M=v / a
Aquí, v es la velocidad del flujo que se aproxima, a es la velocidad local del sonido. Vale la pena señalar que las fuentes extranjeras utilizan la velocidad del objeto, en contraste con la literatura nacional. Una persona que no cumple con esto en actividades profesionales, probablemente tendrá dos preguntas. ¿Cuál es la velocidad local del sonido? ¿Por qué necesitamos un número Mach?
¡Listo para despegar
¿Qué significa la palabra sonido? En primer lugar, es una ola. Después de todo, la fuente de sonido crea perturbaciones en el entorno, que se transmiten a las moléculas de aire, y así sucesivamente en cadena. Por lo tanto, al aumentar la altitud, donde la atmósfera está más enrarecida, la onda sonora se propagará a menor velocidad. En consecuencia, es la velocidad local del sonido la que está presente en la fórmula del número de Mach. Todos los valores para alturas específicas ya se han calculado (tablas especiales), solo tiene que sustituir. La velocidad del flujo que se aproxima se mide utilizando receptores de presión de aire (APS), que están instalados en todas las aeronaves. Ahora tenemos todos los datos, lo que significa que podemos calcular fácilmente el número de Mach. Surge una pregunta justa: "¿Por qué no usar simplemente la velocidad de vuelo?". No lo olvides, vuelas números M altos.
Tres, dos, uno - vamos
El número de Mach en la aviación (y no solo) juega un papel muy importante. Casi todos los pilotos civiles, militares y de transbordadores espaciales no pueden prescindir de él. ¡Este parámetro es tan importante!
Cuando un avión se mueve en el espacio, las moléculas de aire a su alrededor comienzan a "perturbarse". Si la velocidad de la aeronave es baja (M<1, ~ 400 km/h, aeronave subsónica), la densidad ambientalambiente permanece constante. Pero, a medida que aumenta la energía cinética, parte de ella se gasta en comprimir el espacio aéreo alrededor del avión. Este efecto de compresión depende de la fuerza con la que el avión actúa sobre las moléculas de aire. Cuanto mayor sea la velocidad aerodinámica, más se comprimirá el aire.
A la velocidad transónica (~1190 km/h), se transmiten pequeñas perturbaciones a otras moléculas alrededor de la aeronave (más fácil considerar la superficie del ala), y en un buen momento, cuando en algún punto la velocidad de la que se aproxima el flujo se compara con el sonido de la velocidad local (M=1, es decir, el flujo, el avión puede volar a una velocidad más baja), surge una onda de choque. Por lo tanto, la diferencia en el diseño de los cazas es tan obvia: sus alas, cola y fuselaje, en comparación con los aviones subsónicos.
En aviones que vuelan con M<1, pero a altas velocidades (aviones de pasajeros modernos), esta situación también puede ocurrir, solo la transición a la velocidad transónica conducirá a una onda de choque más fuerte, un aumento significativo en la resistencia, una disminución en elevación, pérdida de control y mayor caída.
Para dichas aeronaves, los documentos de operación de vuelo (AFM para domésticos, FCOM para extranjeros) indican el número de Mach crítico. Este es el valor más bajo de M en el que el flujo que se aproxima en cualquier parte de la aeronave alcanzará la velocidad del sonido (Mcr). ¡Ese es todo el secreto!
Por cierto, los pasajeros voladores más exitosos de la Unión Soviética viajaron más rápidomoderno. ¿No me crees?
Lo nuevo es viejo olvidado hace mucho tiempo
¡Los viejos son más rápidos que los jóvenes! Y no es una broma. Un viejo avión olvidado por todos fue una vez el buque insignia de la aviación de la URSS. Su nombre era TU-144. Fue (y sigue siendo) el primer avión de pasajeros comercial supersónico del mundo, con una velocidad máxima de hasta 2.500 km/h. Aunque la carrera de vuelo del Tu-144 fue corta, su destino estuvo indisolublemente ligado al número M.
El segundo avión similar fue el Concorde británico-francés. Cabe destacar que realizaron el primer vuelo con una diferencia de tan solo dos meses. Un buen conocimiento de la aerodinámica ayudará a los pasajeros comerciales a olvidarse de los largos vuelos a través del Atlántico. Y los vuelos de aviones y naves espaciales seguirán inspirando a la humanidad a nuevos descubrimientos.
