Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat gebeurt er als piloten dichter bij de snelheid van het geluid komen?

Naarmate een piloot dichter bij de snelheid van het geluid komt, gebeuren er verschillende interessante en belangrijke dingen:

1. Verhoogde luchtweerstand:

* De luchtmoleculen voor het vliegtuig hebben minder tijd om uit de weg te gaan naarmate het vliegtuig de snelheid van het geluid nadert. Dit leidt tot een significante toename van luchtweerstand, ook bekend als drag.

* Deze verhoogde weerstand vereist een aanzienlijke toename van het motorvermogen om de snelheid te behouden.

2. Compressibiliteitseffecten:

* Lucht, hoewel meestal beschouwd als een vloeistof, wordt meer als een vaste stof naarmate het vliegtuig de snelheid van het geluid nadert. Dit komt omdat de luchtmoleculen samen worden gecomprimeerd, wat leidt tot verhoogde druk.

* Dit samendrukbaarheidseffect leidt tot een fenomeen dat bekend staat als de "geluidsbarrière".

3. Schokgolven:

* Met de snelheid van het geluid begint het vliegtuig luchtmoleculen sneller opzij te duwen dan de snelheid van het geluid zelf. Dit creëert een opbouw van druk voor het vliegtuig, dat een schokgolf vormt.

* Deze schokgolf is een kegelvormig gebied van hoge druk dat met het vliegtuig reist. Het is verantwoordelijk voor de sonische boom die op de grond wordt gehoord.

4. Verhoogde slepen en turbulente stroming:

* De schokgolf werkt samen met het vliegtuig, wat een dramatische toename van de weerstand en turbulente stroming veroorzaakt. Dit kan het vliegtuig moeilijk te beheersen maken.

* Het vliegtuig kan buffetten en trillingen ervaren.

5. Transonische vlucht:

* Het vluchtgebied tussen Mach 0,8 en Mach 1.2 staat bekend als transonische vlucht. Dit is een uitdagend regime voor piloten omdat het vliegtuig tegelijkertijd zowel subsonische als supersonische luchtstroom ervaart.

6. Het bereiken van mach 1:

* Wanneer het vliegtuig eindelijk door de geluidsbarrière breekt en Mach 1 bereikt (de snelheid van het geluid), vormt de schokgolf zich bij de neus van het vliegtuig en verandert de luchtstroom van subsonic naar supersonisch.

* Het vliegtuig vliegt nu sneller dan de snelheid van het geluid.

7. Supersonic Flight:

* Zodra het vliegtuig met supersonische snelheden vliegt, stabiliseert de schokgolf en ervaart het vliegtuig minder turbulentie.

* Het vliegtuig kan nu met extreem hoge snelheden vliegen, maar het vereist gespecialiseerde vliegtuigontwerpen om de extreme omstandigheden van supersonische vlucht aan te kunnen.

Belangrijke opmerking:

* De snelheid van het geluid varieert met temperatuur en hoogte.

* Het bereiken van de snelheid van geluid is een belangrijke gebeurtenis in de luchtvaartgeschiedenis. Het is een bewijs van menselijke vindingrijkheid en technologische vooruitgang.