Viteza supersonică

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 24 decembrie 2014; verificarea necesită 31 de modificări .

Viteza supersonică - viteza particulelor unei substanțe este mai mare decât viteza sunetului sau propagarea unei unde de compresie (undă de șoc ), pentru o substanță dată sau viteza unui corp care se mișcă într-o substanță cu o viteză mai mare decât viteza sunetului pentru un mediu dat.

Teorie

În aerodinamică , viteza este adesea caracterizată de numărul Mach , care este definit după cum urmează: , unde u este viteza fluxului sau a corpului, este viteza sunetului în mediu. Viteza sunetului este definită ca , unde este indicele adiabatic al mediului (pentru un gaz ideal n-atomic, a cărui moleculă are grade de libertate, este egal cu ). Iată numărul total de grade de libertate ale moleculei. În acest caz, numărul de grade de libertate translaționale . Pentru o moleculă liniară, numărul de grade de libertate de rotație , numărul de grade de libertate vibraționale (dacă există) . Pentru toate celelalte molecule , . $M={\frac {u}{c_{s}}}$ $c_s$ $c_{s}={\sqrt {\gamma {\frac {p}{\rho ))))$ $\gamma$ $i$ ${\frac {i+2}{i}}$ $i=n_{p}+n_{r}+2n_{c}$ $n_{p}=3$ $n_{r}=2$ $n_{c}=3n-5$ $n_{r}=3$ $n_{c}=3n-6$

Când se deplasează într-un mediu cu viteză supersonică, un corp creează în mod necesar o undă sonoră în spatele lui. Cu mișcare rectilinie uniformă, frontul de undă sonoră are formă conică, cu un vârf în corpul în mișcare. Emisia unei unde sonore determină o pierdere suplimentară de energie de către un corp în mișcare (pe lângă pierderea de energie din cauza frecării și a altor forțe).

Efecte similare ale emisiei de valuri de către corpurile în mișcare sunt caracteristice tuturor fenomenelor fizice de natură ondulatorie, de exemplu: radiația Cherenkov , o undă creată de nave pe suprafața apei.

Clasificarea vitezelor în atmosferă

În condiții normale în atmosferă, viteza sunetului este de aproximativ 331 m / sec . Vitezele mai mari sunt uneori exprimate în numere Mach și corespund vitezelor supersonice, viteza hipersonică făcând parte din acest interval. NASA definește hipersunetul „rapid” în intervalul de viteză 10-25 Mach , unde limita superioară corespunde vitezei de evadare a primei . Vitezele de mai sus nu sunt considerate viteze hipersonice, ci „ viteze fără întoarcere ” ale navelor spațiale pe Pământ .

Comparație de mod

Modul	Numerele Mach	km/h	Domnișoară	Caracteristicile generale ale dispozitivului
Subsonic	<1,0	<1230	<340	Gamă de viteză unică pentru aeronave cu elice, aripi drepte sau înclinate.
Transonic	0,8—1,2	980-1470	270-400	Prize de aer și aripi ușor măturate, compresibilitatea aerului devine vizibilă.
supersonic	1,0—5,0	1230-6150	340-1710	Margini mai ascuțite ale avioanelor, coadă în mișcare .
hipersunet	5,0—10,0	6150-12300	1710-3415	Corp nichel-titan răcit, aripi mici. Exemplu: „ Pumnal ”.
Hipersunet rapid	10,0—25,0	12300-30740	3415-8465	Placi de silicon pentru protectie termica, care transporta corpul aparatului in loc de aripi.
„ Întoarcere la straturile dense ale atmosferei ”	>25,0	>30740	>8465	Scut termic ablativ , fără aripi, formă de capsulă.

Obiecte supersonice

Viteza de foc a majorității armelor de foc moderne este mai mare decât Mach 1 .

Unele avioane , printre care majoritatea luptătorilor moderni, accelerează la viteze supersonice. Au fost dezvoltate și mai multe avioane supersonice de pasageri - Tu-144 , Concorde . Se lucrează la un avion cu reacție supersonic propulsat de trei motoare Lockheed Martin N+2 [1] și Aerion AS2 .

Mașinile , de regulă, dezvoltă doar viteze subsonice, cu toate acestea, modelele individuale sunt capabile să depășească viteza sunetului.

Săniile cu rachete sunt capabile să atingă viteze supersonice.

Vehiculele spațiale și purtătorii lor , precum și multe obiecte spațiale, se mișcă la primele viteze cosmice și mari , ale căror valori depășesc adesea viteza sunetului.

Moleculele de oxigen la temperatura camerei obișnuite se mișcă cu o viteză medie supersonică de aproximativ 480 de metri pe secundă [2] .

Vezi și

Note

↑ Trecerea la viteză . Lockheed Martin (25 martie 2014). Data accesului: 24 decembrie 2014. Arhivat din original pe 24 decembrie 2014.
↑ Teleportation: Leap into the Impossible / David Darling. - Moscova: Eksmo, 2008. - 300 p. — (Descoperiri care au zguduit lumea). - 3100 de exemplare. - ISBN 978-5-699-23980-1 .