عدد ماخ: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
FreshmanBot (بحث | مشارکت‌ها) جز ←عکس برداری از مخروط ماخ پشت اشعه لیزر: اصلاح فاصله مجازی + اصلاح نویسه با ویرایشگر خودکار فارسی |
←وابستگی به دما: اصلاح ارقام، اصلاح املا برچسب: افزودن نویسهٔ تکراری |
||
خط ۱۸:
از آنجایی که سرعت صوت همواره با افزایش دما، افزایش پیدا می‌کند، سرعت واقعی یک شی که با سرعت یک ماخ حرکت می‌کند به دمای مادهٔ سیال اطراف آن بستگی خواهد داشت. عدد ماخ به این دلیل مفید است که مادهٔ سیال در یک عدد ماخ مشابه، به شکل مشابهی رفتار می‌کند؛ بنابراین هواپیمایی که با سرعت یک ماخ بر [[سطح دریا]] پرواز می‌کند، موج شوک را به همان شکل دریافت می‌کند که اگر با سرعت یک ماخ در ارتفاع ۱۱۰۰۰ متری پرواز می‌کرد، دریافت می‌کرد، اگرچه که با سرعت (295 m/s,654.6 mph)سرعت اش بر سطح دریا) پرواز می‌کند.
سرعت یک جسم پرنده در هوا یا فضا را می‌توان در ۶ دسته طبقه‌بندی کرد که برای محیط پایینتر از اتمسفر زمین، تا حداکثر ۵ حالت اول امکانپذیر هستند. تنها کشورهای [[روسیه]]، [[آمریکا]] و [[چین]] توانایی ساخت هواپیما یا موشکی را دارند که بتواند از مرحله ۴ عبور نماید.
{| class="wikitable"
|-
! rowspan=2 | دسته‌بندی
! colspan=5 | سرعت
! rowspan=2 | ویژگی‌ها و هواگردها
|-
! (ماخ)
! (نات)
! (مایل بر ساعت mph)
! (کیلومتر بر ساعت km/h)
! (متر بر ثانیه m/s)
|-
! style="background-color: #FFFFFF;" | زیر صوت
| <۰٫۸
| <۵۳۰
| <۶۰۹
| <۹۸۰
| <۲۷۳
| بیشتر هواگردهای ملخ‌دار ازجمله بالگردها و هواپیماهای تجاری در این دسته هستند. هواپیماهای این دسته، ظاهری معمولی دارند و بالهایشان به شکل متعارف است. لبه‌ی حمله بالهایشان گِرد می‌باشد و زاویه بالها تقریباً عمود با بدنه است. در هنگام پرواز این هواپیماها، جریان هوای برخورد کننده با تمام اجزای هواپیما ازجمله بال، دم، بدنه و دماغه، همگی سرعتی پایینتر از یک ماخ است. هواپیماهای سوخو-۲۵
|-
! style="background-color: #FFC0C0;" | شبه‌صوت (نزدیک به صوت و یا برابر با [[سرعت صوت]])
| ۰٫۸ تا ۱٫۳
| ۵۳۰ تا ۷۹۴
| ۶۰۹ تا ۹۱۴
| ۹۸۰ تا ۱۴۷۰
| ۲۷۳ تا ۴۰۹
| هواپیماهایی که دارای سرعت نزدیک به صوت هستند معمولاً بالهای آنها کمی متمایل به عقب است. اینکار باعث تأخیر در واگرایی درگ شده و این ویژگی از قانون مساحت اجسام پیروی می‌کند. جریان هوای عبوری از کنار بخشهای مختلف این هواپیماها معمولاً متفاوت است. مثلاً جریان هوای عبوری از پهلوی دماغه ۱.۳ ماخ و جریان هوای عبوری از کنار بالها ۱.۱ ماخ و جریان عبور از کنار دم هواپیما ۰.۹ ماخ باشد.
|-
! style="background-color: #FF8181;" | [[زبرصوت]]
| ۱٫۳ تا ۵٫۰
| ۷۹۴ تا ۳۳۰۸
| ۹۱۵ تا ۳۸۰۶
| ۱۴۷۰ تا ۶۱۲۶
| ۴۱۰ تا ۱۷۰۲
| سرعت زبرصوت به صرعتی گفته میشود که جریان هوای عبوری از کنار تمام اجزای هواپیما بیشتر از ۱ ماخ باشد. ولی درصورتی که لبه حمله بال هواپیما با سرعت یک ماخ با هوا برخورد کند، مطمئناً در بخش لبه فرار سرعت آن کاسته خواهد شد. بنابراین هواپیما باید سرعتی بیشتر از یک ماخ داشته باشد تا در آخرین جزء که دم هواپیماست، جریان هوا بیش از یک ماخ باقی بماند. به طور کلی پذیرفته شده که برخورد دماغه هواپیما با سرعت بیش از ۱.۳ ماخ، منجر به رسیدن به سرعت زبرصوت می‌گردد. هواپیماهایی که به سرعت زبرصوت میرسند دارای ارودینامیک ویژه‌ای هستند و مواد به کار رفته در بدنه‌ی آنها کیفیت بالاتری را دارد. کاناردهای دم و دماغه (باله) و لبه‌های تیز در بخشهای مختلف بدنه، در این هواپیماها مشاهده میشود. هواپیماهایی همانند [[کنکورد]] [[لاکهید اس آر-۷۱]] ، [[سوخو-۵۷]] ، [[داسو میراژ اف۱]] و [[لاکهید مارتین اف-۲۲ رپتور]] و [[سوخو-۳۵]] در این دسته جای می‌گیرند.
|-
! style="background-color: #FFFFFF;" | [[فراصوت]]
| ۵٫۰ تا ۱۰٫۰
| ۳۳۰۸ تا ۶۶۱۵
| ۳۸۰۶ تا ۷۶۸۰
| ۶۱۲۶ تا ۱۲۲۵۱
| ۱۷۰۲ تا ۳۴۰۳
| هواپیمای [[نورث امریکن ایکس-۱۵]] با سرعت ۶.۷۲ ماخ، یکی از سریعترین هواپیماهای سرنشین‌دار می‌باشد. به دلیل افزایش دمای بدنه در چنین سرعتی، نوعی آلیاژ نیکلی-تیتانیومی خنک‌شونده در این هواپیما بکار برده‌اند. اینگونه هواگردها همانند [[بوئینگ ایکس-۵۱]] با بالهای بسیار کوچک طراحی میشوند؛ موشک روسی [[آوانگارد]] نیز در این دسته جای می‌گیرد.
|-
! style="background-color: #FF0303; color: #FFFFFF;" | بیش فراصوت
| ۱۰٫۰ تا ۲۵٫۰
| ۶۶۱۵ تا ۱۶۵۳۷
| ۷۶۸۰ تا ۱۹۰۳۱
| ۱۲۲۵۱ تا ۳۰۶۲۶
| ۳۴۰۳ تا ۸۵۰۸
| [[هواپیمای ناسا ایکس-۴۳]] با سرعت بیش از ۹.۶ ماخ، یکی از سریعترین هواپیماهای جهان است. در چنین سرعتی، سیستمهای کنترل دما، برای فضاپیما یا موشک، عضوی حیاتی به حساب می‌آیند. طراحی بدنه آنها باید به شدت ارودینامیک بوده و آلیاژ به‌کار رفته در بدنه، باید برای مقاومت در دمای بسیار بالا مناسب باشد. همچنین کاشی‌های سیلیکاتی همانند کاشی‌های موجود در [[شاتل فضایی|شاتل‌های فضایی]]، به عنوان روکش ضدحرارت برای بدنه درنظر گرفته میشوند. چنین سرعتی، موجب واکنش شیمیایی اکسیژن جریان هوای عبوری با بدنه هواگرد شده و موجب سایش آلیاژ آن میشود. بر حسب نیاز، این هواگردها به گونه‌ای طراحی میشوند که سطح مقطع بالایی در برخورد با جریان هوای عبوری داشته باشند. زیرا درصورتی که این هواگردها نوک‌تیز طراحی شوند، دمای نقطه مذکور بسیار بالا می‌رود و موجب ذوب شدن دماغه و متلاشی شدن هواگرد می‌گردد. زیرا کاهش [[شعاع انحنا]] با افزایش دما رابطه مستقیم دارد. بنابراین باید همانند [[ورود به جو|اجسام ورودی به جو زمین]]، سطح مقطع جسم پرنده بزرگ باشد تا حرارت در یک نقطه‌ی کوچک بیش از حد افزایش نیابد.
|-
! style="background-color: #C00000; color: #FFFFFF;" | سرعت گرانشی (سرعت بازگشت)
| >۲۵٫۰
| >۱۶۵۳۷
| >۱۹۰۳۱
| >۳۰۶۲۶
| >۸۵۰۸
| سرعت گرانشی به سرعتی گفته میشود که یک [[شهاب]] و یا [[آذرگوی]] بر اثر گرانش یک سیاره یا ستاره، به سمت آن خیز بر‌میدارد. ممکن است در برخی بازگشتهای فضاپیماها به جو زمین، چنین سرعتی مشاهده شود. از این رو به آن '''سرعت بازگشت''' نیز گفته میشود.
|}
برای مقایسه: سرعت مورد نیاز برای مدار پایین زمین در هوا و ارتفاع بالا تقریباً km/s5/7=4/25 Mاست. سرعت نور در خلاء تقریباً برابر است با ۸۸۰۰۰ ماخ.
| |||