mach Nummer

Dr. Ferrar erwähnte letzten Montag in der Klasse, dass das Verhältnis von Objektgeschwindigkeit zu Schallgeschwindigkeit die Mach-Nummer eines Objekts ist, wenn von kompressiblen und inkompressiblen Flüssigkeiten gesprochen wird. Dieses Verhältnis ist für die Aerodynamik eines Flugzeugs von großer Bedeutung.

Wenn sich ein Flugzeug durch die Luft bewegt, werden Moleküle gestört und bewegen sich in Bezug auf den Körper. Die Dichte der Luft bleibt ungestört, wenn das Flugzeug bei Geschwindigkeiten unter 250 Meilen pro Stunde bleibt. Wenn die Geschwindigkeit des Flugzeugs höhere Geschwindigkeiten erreicht, wird die Luft komprimiert und die Dichte lokal geändert. Dies schwächt die resultierenden Kräfte auf das Flugzeug ab. Wenn sich die Geschwindigkeit der Schallgeschwindigkeit annähert, erhöhen diese Störungen den Fluss isentropisch. Wenn starke Störungen auftreten, verändert eine Stoßwellenkraft den Auftrieb und den Widerstand.

Die Mach-Nummer erlaubt es uns, die Variationen der Kompression zu definieren. Wenn dieses Verhältnis weniger als 1 ist, wird dies als Unterschallbild bezeichnet und die Komprimierbarkeit wird ignoriert und beeinflusst die Flugbedingungen nicht. Wenn die Geschwindigkeit des Flugzeugs und die Schallgeschwindigkeit im nahen Bereich liegen, beträgt das Verhältnis 1 und wird als transonisch bezeichnet. Die Widerstandskräfte um mach 1 sind sehr hoch, so dass Flugzeuge diese Geschwindigkeit nicht erreichen. Wenn die Geschwindigkeit des Flugzeugs das 1 bis 3-fache der Schallgeschwindigkeit beträgt, erreicht der Körper Überschallbedingungen. Die Kompressibilität der Überschallgeschwindigkeit erzeugt Stoßwellen im ganzen Körper. Wenn die Mach-Zahl innerhalb von 3 bis 5 liegt, sind dies die hohen Überschallgeschwindigkeiten und die thermischen Energien werden zu einer zusätzlichen Komplikation für die Flugzeugoberfläche. Wenn die Mach-Zahl 5 übersteigt, wird der Fluss als hypersonisch bezeichnet und bildet chemische Bindungen der Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle. Diese molekulare Veränderung der lokalen Luft macht neue Kräfte erforderlich.

Wenn Space-Shuttles wieder in die Erdatmosphäre eintreten, übersteigt die Mach-Zahl die Hyperschallgeschwindigkeit und erreicht den hohen Hyperschallgeschwindigkeitsbereich, dh die Mach-Zahl größer als 25. Diese Geschwindigkeiten erwärmen die Luft und wandeln sie in ionisiertes Plasma um und erfordern eine intensive Isolierung des Flugzeugs .

Ich fand diese Klassifikationen und die Abschwächung der resultierenden Kräfte wirklich interessant.