Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Fysik

Hvad sker der, når piloter kommer tættere på lydhastigheden?

Når piloten kommer tættere på lydhastigheden, sker der flere interessante og betydningsfulde ting:

1. Øget luftmodstand:

* Luftmolekylerne foran flyet har mindre tid til at bevæge sig ud af vejen, når flyet nærmer sig lydhastigheden. Dette fører til en markant stigning i luftmodstand, også kendt som træk.

* Dette øgede træk kræver en betydelig stigning i motorkraften for at opretholde hastigheden.

2. Kompressibilitetseffekter:

* Luft, mens den normalt betragtes som en væske, bliver mere som et fast stof, når flyet nærmer sig lydhastigheden. Dette skyldes, at luftmolekylerne komprimeres sammen, hvilket fører til øget tryk.

* Denne kompressibilitetseffekt fører til et fænomen kendt som "lydbarrieren."

3. Stødbølger:

* Med lydhastigheden begynder flyet at skubbe luftmolekyler til side hurtigere end selve lydens hastighed. Dette skaber en ophobning af tryk foran flyet, der danner en chokbølge.

* Denne chokbølge er en kegleformet region med højt tryk, der bevæger sig med flyet. Det er ansvarlig for den soniske boom, der høres på jorden.

4. Øget træk og turbulent strømning:

* Stødbølgen interagerer med flyet og forårsager en dramatisk stigning i træk og turbulent strømning. Dette kan gøre flyet vanskeligt at kontrollere.

* Flyet kan opleve buffet og vibrationer.

5. Transonic Flight:

* Flyvregionen mellem Mach 0,8 og Mach 1.2 er kendt som transonisk flyvning. Dette er et udfordrende regime for piloter, da flyet oplever både subsoniske og supersoniske luftstrøm samtidigt.

6. Når Mach 1:

* Når flyet omsider bryder gennem lydbarrieren og når Mach 1 (lydhastigheden), dannes chokbølgen ved flyets næse, og luftstrømmen skifter fra subsonisk til supersonisk.

* Flyet flyver nu hurtigere end lydhastigheden.

7. Supersonic Flight:

* Når flyet flyver i supersoniske hastigheder, stabiliseres stødbølgen, og flyet oplever mindre turbulens.

* Flyet kan nu flyve i ekstremt høje hastigheder, men det kræver specialiserede flydesign til at håndtere de ekstreme forhold ved supersonisk flyvning.

Vigtig note:

* Lydens hastighed varierer med temperatur og højde.

* At nå lydhastigheden er en betydelig begivenhed i luftfartshistorien. Det er et vidnesbyrd om menneskelig opfindsomhed og teknologiske fremskridt.