Ar kada nors norėjote būti pilotu? Žinokite, kad tikslas be plano yra tik noras (didžiojo klasiko Antuano de Sent Egziuperi žodžiai). Verta paminėti, kad jis buvo ne tik rašytojas, bet ir profesionalus pilotas.
Absoliučiai visi su dangumi susiję žmonės lanko aerodinamikos kursus. Tai mokslas apie oro (dujų) judėjimą, kuris taip pat tiria šios terpės poveikį supaprastintiems objektams. Viena iš aerodinamikos dalių yra skrydžio viršgarsiniais orlaiviais ypatybės. Ir čia mokinys matys raidę M visoje jos šlovėje. Ką tai reiškia?
Labai trumpa nuoroda
Lotyniška raidė M aerodinamikos vadovėliuose yra ne kas kita, kaip Macho skaičius. Tai reiškia srauto greičio aplink objektą (pavyzdžiui, orlaivį) ir vietinio garso greičio santykį. Savo vardą aviacijos darbuose jis skolingas austrų mokslininkui Ernstui Machui. Moksliniais žodžiais tai atrodo taip:
M=v / a
Čia v yra artėjančio srauto greitis, a yra vietinis garso greitis. Verta paminėti, kad užsienio š altiniai naudoja objekto greitį, priešingai nei vietinėje literatūroje. Žmogui, kuris to nesusiduria profesinėje veikloje, greičiausiai, kils du klausimai. Koks yra vietinis garso greitis? Kodėl mums reikia Macho skaičiaus?
Pasiruošę kilti
Ką reiškia žodis garsas? Visų pirma, tai banga. Juk garso š altinis sukuria aplinkoje trikdžius, kurie grandine persiduoda oro molekulėms ir pan. Todėl didėjant aukščiui, kur atmosfera retesnė, garso banga sklis mažesniu greičiu. Atitinkamai, Macho skaičių formulėje yra vietinis garso greitis. Visos konkrečių aukščių reikšmės jau apskaičiuotos (specialios lentelės) – tereikia pakeisti. Atvažiuojančio srauto greitis matuojamas naudojant oro slėgio imtuvus (APS), kurie sumontuoti visuose orlaiviuose. Dabar turime visus duomenis, o tai reiškia, kad galime lengvai apskaičiuoti Macho skaičių. Kyla teisingas klausimas: „Kodėl nepasinaudojus tik skrydžio greičiu?“. Nepamirškite, skraidote aukštais M skaičiais.
Trys, du, vienas – eime
Macho skaičius aviacijoje (ir ne tik) vaidina didžiulį vaidmenį. Beveik visi civilinių, karinių ir erdvėlaivių pilotai be jo neapsieina. Šis parametras labai svarbus!
Kai orlaivis juda erdvėje, aplink jį esančios oro molekulės pradeda „trukdyti“. Jei orlaivio greitis mažas (M<1, ~ 400 km/h, ikigarsinis orlaivis), tada aplinkos tankisaplinka išlieka pastovi. Tačiau, didėjant kinetinei energijai, dalis jos išleidžiama oro erdvei aplink orlaivį suspausti. Šis suspaudimo efektas priklauso nuo jėgos, kuria orlaivis veikia oro molekules. Kuo didesnis oro greitis, tuo labiau oras suspaudžiamas.
Esant transoniniam greičiui (~1190 km/h), nedideli trikdžiai perduodami kitoms molekulėms aplink orlaivį (lengviau atsižvelgti į sparno paviršių), o vienu gražiu momentu, kai tam tikru momentu atvažiuoja greitis srautas lyginamas su vietiniu greičio garsu (M=1, būtent srautas, orlaivis gali skristi mažesniu greičiu), kyla smūginė banga. Todėl naikintuvų konstrukcijos skirtumas yra toks akivaizdus: jų sparnai, uodega ir fiuzeliažas, palyginti su ikigarsiniais orlaiviais.
Orlaiviuose, skraidančiuose su M<1, tačiau esant dideliam greičiui (šiuolaikiniai keleiviniai laineriai), tokia situacija taip pat gali atsitikti, tik perėjimas prie transoninio greičio sukels stipresnę smūgio bangą, žymiai padidės pasipriešinimas, sumažės pakėlimas, kontrolės praradimas ir tolesnis kritimas.
Tokių orlaivių skrydžio vykdymo dokumentuose (AFM – vietiniams, FCOM – užsienio) nurodomas kritinis Macho skaičius. Tai yra mažiausia M vertė, kuriai esant bet kurioje orlaivio dalyje artėjantis srautas pasieks garso greitį (Mcr). Tai visa paslaptis!
Beje, sėkmingiausiai skraidantys Sovietų Sąjungos keleiviai keliavo greičiaumodernus. Netikite manimi?
Nauja jau seniai pamiršta sena
Seni žmonės greitesni už jaunus! Ir tai ne pokštas. Vienas senas visų pamirštas lėktuvas kažkada buvo SSRS aviacijos flagmanas. Jo vardas buvo TU-144. Tai buvo (ir tebėra) pirmasis pasaulyje komercinis viršgarsinis keleivinis lėktuvas, kurio didžiausias greitis siekė iki 2500 km/val. Nors Tu-144 skrydžio karjera buvo trumpa, jo likimas buvo neatsiejamai susijęs su numeriu M.
Antras panašus lėktuvas buvo britų ir prancūzų „Concorde“. Pastebėtina, kad pirmąjį skrydį jie atliko tik dviejų mėnesių skirtumu. Geros aerodinamikos žinios padės komerciniams keleiviams pamiršti ilgus skrydžius per Atlantą. O orlaivių ir erdvėlaivių skrydžiai ir toliau įkvėps žmoniją naujiems atradimams.
