числото на Мах

Здравейте приятели!

Ернст Мах. Идеалист материалистични тенденции :-).

В днешната статия ще ходим малко на теоретичните основи и докоснете един от най-важните характеристики на полетите на въздухоплавателните средства с висока скорост, включително и свръхзвукови.

И свръхзвуков число на Мах ... Тези две понятия са доста тясно свързани, но не и в нашето време, може би, не един човек, който би по някакъв начин да не сте чували за броя на М. Като цяло, този термин е придружен от характеристиките на всеки свръхзвуков (или дори само за високоскоростни влакове) самолети. И такива самолети в света днес са много, а броят на тях, според мен, е малко вероятно да бъде намален :-).

Но съвсем доскоро теорията на свръхзвуков поток е само теория, освен в случай, само първите стъпки. Основни принципи, тя започна да се купуват само преди около 140 години, когато един немски учен и философ Ернст Мах се занимава с научни изследвания на аеродинамичните процеси в свръхзвуков движение на телата. По това време той открива и изследва някои явления свръхзвукова аеродинамика, впоследствие наречена в негова чест. Техният брой се откроява и номера на Мах.

Интересен факт е, че в Съветския науката (и в научната литература, особено преди войната и веднага след) терминът често се използва със или без декриптиране (само номера на М, думата "Макс" не е upoteblyalos), или с помощта на второ име - Maievsky , Това е число на Мах-Maievsky.

Всичко това е резултат от нашата тогавашния идеологически състояние. Ернст Мах за философските му възгледи (той е бил, по думите на Ленин, "субективен идеалист") наистина не се вписват в рамките на марксистко-ленинската философия и N.V.Maievsky е български учен, който е работил по-специално проблемът на външните балистика.

Външни балистика - наука, която изследва движението на телата след излизането им от устройството, което им дава движението, тоест, например, на полета на снаряда, след като напусне барел артилерия. Shell по време на полет при много висока скорост, включително и свръхзвукови.

Това е съвсем естествено, че N.V.Maievsky в тяхната научноизследователска и развойна дейност (за напреднали за времето си и по-късно се превръща в основното), за да работи с понятия, подобни на Мах. и в продължение на 15 години преди германския си колега.

И най-важното (за официалната идеология :-)) е фактът, че на българския учен 🙂 беше философ и не са вижданията, които са в противоречие с науката марксистко-ленинска 🙂 ...

Въпреки това, се, че тя може, днес може би най-важната дефиниция за свръхзвукови носи името (или по-скоро :-) име) немски Ernsta Маха. И само по себе си тази дума отдавна е престанало да бъде само едно име. Мах, Мах и той е 🙂. Само скорост, само полет 🙂 ...

Нека да се върне, обаче, да е реалност. Какво точно е същия този номер М. и защо тя е действително необходима в авиационната индустрия? След всичките години на хората, които понастоящем се използват на дозвукови скорости, без никоя от броя на Мах, а сега по-голямата част от самолети на земята - дозвукови. Въпреки това, не всички толкова лесно, колкото изглежда :-).

За всяко превозно средство, по-тежък от въздуха полет един от най-важните параметри е скоростта. Начини за измерване на скоростта на днешния ден, като цяло, е достатъчно :-). Например, параметрите на движение на самолета по отношение на околния въздух могат да бъдат измерени чрез следните методи: ултразвукови, термодинамична, термични, турбина, манометрични.

Скорост земята (т.е. скоростта на земята) може да бъде измерена чрез Доплер, korellyatsionnym, метод радиация и начин на зрението земната повърхност.

Но, така да се каже, просто и логично, той отдавна се използва и поради това, разбира се, изследван и познат метод все още aerometric (по-точно, аеродинамичен). С него просто измерена скорост на въздуха на въздухоплавателното средство и номера на Мах.

Въпреки това, този метод има някои недостатъци. Принципът на това е съвсем проста, а ние вече говорихме за това. Акцията на въздуха на борда на самолета, в резултат на неговото движение има определена кинетична енергия, или просто главата на скоростта (ρV² / 2).

След като в налягането на въздуха приемник (CVP. Или тръба на Пито), се спира и налягане се превръща в налягане на мембраната указател инструмент показалеца. Колкото по-бързо самолета мухи, по-голямата динамичното налягане, толкова по-голяма от скоростта на устройството е показано със стрелката. Това означава, че като всички без проблеми.

Но не по-малко от него :-). Докато самолетът лети не е много бързо (до 400 km / h), или твърде висока (хил някъде до 2, 3) са всички наистина се развива просто и естествено. И тогава музиката започне да лъже ... :-)

Въздухът взаимодейства с аеродинамични повърхности на самолета, като по този начин за определяне на параметрите на полета си. И тези параметри зависят от параметрите на състоянието на въздуха като газ, които, разбира се, зависи от условията, при които обемът на газа е активно.

Например, с височина на падане, плътност и температура. А плътност по-ниска от, по-малко динамично налягане, което притиска на насрещното дебит индикатор мембраната.

Плюс това, има такова, то не е, най-меко казано-удобния за летене нещо като свиваемост. Air - газ, и като всеки газ, е възможно да компресира, като по този начин се променя своите параметри на състоянието при определени условия. Тези условия се срещат в аерофолите на потока на достатъчно високо скорости на полет (официално започне обратно броене от 400 km / h).

Air престава да бъде хомогенна, едни и същи във всички области на околната среда, които той счита за (макар и доста приблизително) за ниска скорост самолети. Създава условия за възникване на така наречените ударни вълни, промяна на скоростта на въздушния поток в различните секции на крилото (профил крило, например), има промяна по отношение на аеродинамичното прилагане на силата, т.е. промяна на естеството на поток и в крайна сметка на параметри на управляемостта на самолета. Това е, казват "умни" от гледна точка на теорията на свръхзвуков :-) започва кризата вълна.

Въпреки това, за него ще се говори по-късно. В същото време, вие ще забележите, че всички тези процеси зависи от параметрите на въздуха околната среда и технически и структурни свойства на летателния апарат на.

За да се опише аеродинамичните свойства на летателния апарат във взаимодействието с околната среда, скорост на движение не е достатъчно. В края на краищата си измерената стойност се качество зависи от параметрите на околната среда, не винаги се характеризират с истинската картина на потока (както в примера по-горе).

Тук е необходимо да критерий, който да отчита "само по себе си" и параметрите на потока, на базата на която човек може винаги правилно да характеризират аеродинамични свойства на летателния апарат, независимо от условията за полет.

Казвайки това, аз просто означава броят на М. Думата "тест" се използва не е случайно. Фактът, че броят на Мах - това е, на езика на физиката, един от критериите на сходство в динамиката на газове.

Смисълът на това малко по-сложен име е много проста и е, че ако две или повече физически системи имат един и същ вид критерии подобие, с еднаква стойност, това означава, че системите са сходни. който е подобен на, или в много опростен (:-)) са еднакви.

Въпреки това, ако тези скорости са на същата височина на инструмента, това не означава, че това взаимодействие ще бъде същата, по-скоро обратното. Това означава, че скоростта не може да бъде критерий за сходство, и двете системи в такава ситуация не харесват.

Въпреки това, ако кажем, че в самолета на различни височини (и дори в различни условия) летене с един и същ номер на Мах, че е правилно да се твърди, че условията на потока и аеродинамичните свойства на тези височини (при тези условия) ще бъдат едни и същи.

Определено трябва да се каже, че това твърдение е, че въпреки тяхната лоялност се основава обаче на значително опростяване. Първият - е, че броят на Мах. Въпреки, че основната прилика критерий за нас в газодинамиката, но не е единственият. Вторият се основава на определянето на броя М.

Ернст Мах, провеждане на изследванията си, едва ли мисли за използването на техните резултати в областта на авиацията :-). Той след това просто не съществува. Определяне е чисто научни и физически точна. Числото - е безразмерна величина равна на относителната скорост в дадена точка на газовата среда на подвижна скоростта на звука в тази точка.

Това означава, че М = V / г. където V - скорост на потока в m / s, и - скоростта на звука в м / сек. По този начин броят на М тъй като тя отчита скорост плюс изменението на атмосферния въздух със скоростта на звука чрез параметрите, които току-що от тези параметри и зависим.

Числото е безразмерна величина. единици за скоростта да изразят това не е възможно, и да го преведе на линейна скорост, е неподходящо поради променливостта на скоростта на звука. Скорост на самолета, като използват номера на М може да се изрази само качествено, т.е., оценка колко пъти скоростта на самолета е по-голяма или по-малка от скоростта на звука.

В този случай на формата на запис може да бъде или с използването на знака за равенство, и без него. Например M3 запис (като М = 3) може да показва, че скоростта на самолета е превишил скоростта на звука три пъти.

Опростяване на авиацията лъжа в това, че скоростта на потока се променя със скоростта на физическите движения на тялото в газова среда, това е, което означава, че действителната скорост на самолета. За скоростта на звука се приема скорост на звука при надморска височина. В този случай, обаче, не се вземат под внимание, че потокът, близо до комплекс формата на тялото, на които въздухоплавателното средство е :-), може да има различни стойности в близост до обектите на повърхността на тялото.

Индекс номер M на таблото свръхзвуков "Конкорд" (долния десен ъгъл). Над него индикатор на скоростта.

Все пак, въпреки твърде неправилно опростяване, концепцията за число на Мах намери много широко приложение в авиацията. И не само в свръхзвуков самолет, за които информацията за броя на М така да се каже, че е жизнено важно :-), но и на много съвременни дозвукови самолети.

В крайна сметка, на скоростта на това, обаче, и дозвукови, доста голям. Освен практически височина на полета, също е доста голям. Тъй като скоростта на звука с височина значително намалява, там е желателно използването на голяма надморска височина, когато пилотиране число на Мах.

За да направите това, има най-малко две причини. На първо място, поради голямата разлика на инструмента, а истинските цени. както споменах по-горе (прекомерно грешка, освен това, много осезаем, никой не иска :-)), и второ, за да може да се оцени вълна приближава криза.

Фактът, че за всеки тип самолет от неговите проявления се получи при определени стойности на М. В тази връзка, почти всички съвременни самолети имат полет, граничеща с номера на Mach да се гарантира устойчиво управление. Пилотът на самолета контрол гарантира, че този лимит не е надхвърлен.

Индексът на въздушната скорост и номера на Мах (в центъра) на арматурното табло ЯК-42.

Стрелката е вярно скоростомера и число на Мах (в центъра) на таблото за управление на Boeing-747.

По този начин броят на М - това не е скоростта в чист вид, но, въпреки това, важен параметър, който позволява на екипажа да се направи правилна оценка на условията на полета и за извършване на безопасна и точен контрол на самолета.

За информация относно Mach почти всички съвременни високоскоростни самолети имат кокпита показалеца на М. в общ език е наричан понякога mahmetrom. В повечето случаи това е индикатор на типа курс показалка набиране. Такива устройства могат да издават само или число на Мах, или могат да бъдат обединявани (комбиниран) със скоростта на показалеца е вярно или инструмент.

Стрелката на броя на М.

Индексът процент CSS-1600.

Стрелката е вярно скоростомера и число на Мах USIM-I. Този тип показалка стои на МиГ-25.

Индексът на истинската въздушна скорост и номера на Мах (горе вляво) свръхзвуков МиГ-25 на арматурното табло.

Често признаци на M изпълняват специална сигнализация устройство. които в подходящия момент дава предупреждение за екипажа на превишаване на праговата стойност на числото.

MS-1. индекси м, с електрическа система за тревога.

Дизайнът и принципа на действие на показалеца M цяло, след показалеца е подобен на въздух (инструмент) скорост. Но за да съответстват на промяната в условия с висока добавена го барометър кутия. реагира на натиск промени.

Кинематичен схема показалеца на М.

Повечето съвременни летящ самолет е все още дозвукови. Този режим съответства на числото М на по-малко от 0,8. Следните режими на полета, в която М е от 0.8 до 1.2 се наричат ​​Transsound. И когато броят на М варира от 1.0 до 5.0. тогава е чист свръхзвуков. област на съвременната свръхзвуков полет на военни самолети.

До следващия път :-).

Това, което отличава ИНСТРУМЕНТ (спрямо въздушните частици) от действителната скорост (по отношение на повърхността на земята)?
Посочени въздушната скорост, необходима за пилотиране и безопасност - да извършват елементи на полет (излитане, определени за намаляване) или висш пилотаж (контури, битката се превръща, кривини и т.н.), така че да не се пробие в дълбока дупка.
TRUE - за пилотиране, т.е. изчисление на времето, прекарано във въздуха, полета и пристигането от точка А до точка Б, на изхода за целта в даден момент.

По отношение на степен на използване на всички права, но реалната скорост - скоростта не е по отношение на повърхността на земята, както и по отношение на цялата маса на въздуха, в която самолета. Относителна на земята - това е скоростта на движение. Това е, което споменах тук. Въздушната скорост, което виждаме на устройството, когато неговото мембрана натиска определена плътност на въздуха в даден надморска височина. Така да се каже, местната скорост, удобен за ръководене на "тук и сега". Но височината на плътността на въздуха намалява и ако инструментът е в разгара показва същата скорост като тази на Земята, това означава, че въздухоплавателното средство лети по-бързо в сравнение с цялата маса на въздуха, тъй като при по-ниски плътности той трябва да лети по-бързо, за да получите същия ефект като натискът мембрана на устройството. Нещо такова ... :-)

скорост земята - това е вярно с корекция на вятъра (от триъгълника на навигация скорост) и "по отношение на цялата маса на въздух" - ". оказва натиск върху диафрагмата" е инструмент, който В изтребители скоростомера показва широка стрелка istinnuyu- тесен и трасето - "в ума" (изчислен).

Вярно е, че скоростта на придвижване - това е истинското регулира на вятъра, което е, скоростта на придвижване. Тя е "в ума", т.е. изчислени. Но "по отношение на цялата маса на въздух" или по друг начин по отношение на действителната въздуха - не е инструментът, но е вярно. Той обаче посочва Куса тесен игла (не само между другото, на борците), но четете това - това не е главата на скорост, която "оказва натиск върху мембраната", и ни дава инструмент (по дефиниция) на скоростта на която сте с име "акробатични" (по мое мнение е вярна). Това налягане плюс корекцията за плътност, плюс някои температура корекция KUSah. Останалата част от измененията "в ума" ... :-)