Nadzvukovou rychlostí

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 24. prosince 2014; ověření vyžaduje 31 úprav .

Nadzvuková rychlost - rychlost částic látky je vyšší než rychlost zvuku nebo šíření kompresní vlny ( rázová vlna ), pro danou látku nebo rychlost tělesa pohybujícího se v látce vyšší rychlostí, než je rychlost zvuku pro dané médium.

Teorie

V aerodynamice je rychlost často charakterizována Machovým číslem , které je definováno takto: , kde u je rychlost toku nebo tělesa, je rychlost zvuku v médiu. Rychlost zvuku je definována jako , kde je adiabatický index prostředí (pro ideální n-atomový plyn, jehož molekula má stupně volnosti, je roven ). Zde je celkový počet stupňů volnosti molekuly. V tomto případě počet translačních stupňů volnosti . Pro lineární molekulu počet rotačních stupňů volnosti , počet vibračních stupňů volnosti (pokud existují) . Pro všechny ostatní molekuly . $M={\frac {u}{c_{s}}}$ $c_s$ $c_{s}={\sqrt {\gamma {\frac {p}{\rho ))))$ $\gamma$ $i$ ${\frac {i+2}{i}}$ $i=n_{p}+n_{r}+2n_{c}$ $n_{p}=3$ $n_{r}=2$ $n_{c}=3n-5$ $n_{r}=3$ $n_{c}=3n-6$

Při pohybu v médiu nadzvukovou rychlostí tělo nutně vytváří zvukovou vlnu za sebou. Při rovnoměrném přímočarém pohybu má čelo zvukové vlny kónický tvar s vrcholem v pohybujícím se tělese. Emise zvukové vlny způsobí další ztrátu energie pohybujícím se tělesem (kromě ztráty energie v důsledku tření a jiných sil).

Podobné účinky vyzařování vln pohybujícími se tělesy jsou charakteristické pro všechny fyzikální jevy vlnové povahy, například: Čerenkovovo záření , vlna vytvářená loděmi na hladině vody.

Klasifikace rychlostí v atmosféře

Za normálních podmínek v atmosféře je rychlost zvuku přibližně 331 m / s . Vyšší rychlosti jsou někdy vyjádřeny v Machových číslech a odpovídají nadzvukovým rychlostem, přičemž hypersonická rychlost je součástí tohoto rozsahu. NASA definuje "rychlý" hyperzvuk v rozsahu rychlostí 10-25 Mach , kde horní limit odpovídá první únikové rychlosti . Výše uvedené rychlosti nejsou považovány za hypersonické rychlosti, ale za „ rychlosti bez návratu “ kosmické lodi na Zemi .

Porovnání režimů

Režim	Machova čísla	km/h	slečna	Obecná charakteristika zařízení
Podzvukový	<1,0	<1230	<340	Jednorychlostní rozsah pro letadla poháněná vrtulí, rovná nebo šikmá křídla.
Transonic	0,8-1,2	980-1470	270-400	Vstupy vzduchu a mírně zahnutá křídla, stlačitelnost vzduchu je patrná.
nadzvukový	1,0–5,0	1230-6150	340-1710	Ostřejší hrany letadel, všepohyblivý ocas .
hyperzvuk	5,0–10,0	6150-12300	1710-3415	Chlazené nikl-titanové tělo, malá křidélka. Příklad: " Dýka ".
Rychlý hyperzvuk	10,0–25,0	12300-30740	3415-8465	Silikonové dlaždice pro tepelnou ochranu, nesoucí tělo přístroje místo křídel.
" Vraťte se do hustých vrstev atmosféry "	>25,0	>30740	>8465	Ablativní tepelný štít , bez křídel, tvar kapsle.

Nadzvukové objekty

Úsťová rychlost většiny moderních střelných zbraní je větší než Mach 1 .

Některá letadla , mezi nimiž jsou i nejmodernější stíhačky, zrychlují na nadzvukovou rychlost. Bylo také vyvinuto několik osobních nadzvukových letadel - Tu-144 , Concorde . Probíhají práce na nadzvukovém proudovém letounu poháněném třemi motory Lockheed Martin N+2 [1] a Aerion AS2 .

Auta zpravidla vyvíjejí pouze podzvukové rychlosti, ale jednotlivé modely jsou schopny překonat rychlost zvuku.

Raketové saně jsou schopny dosáhnout nadzvukové rychlosti.

Vesmírná vozidla a jejich nosiče , stejně jako mnoho vesmírných objektů, se pohybují prvními kosmickými a vysokými rychlostmi , jejichž hodnoty často překračují rychlost zvuku.

Molekuly kyslíku se při normální pokojové teplotě pohybují nadzvukovou průměrnou rychlostí asi 480 metrů za sekundu [2] .

Viz také

Poznámky

↑ Uvedení do tempa . Lockheed Martin (25. března 2014). Datum přístupu: 24. prosince 2014. Archivováno z originálu 24. prosince 2014.
↑ Teleportace: Skok do nemožného / David Darling. - Moskva: Eksmo, 2008. - 300 s. — (Objevy, které otřásly světem). - 3100 výtisků. - ISBN 978-5-699-23980-1 .