Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe meet je de snelheid in supersonische jet?

Het meten van de snelheid van een supersonische jet is een complexe taak, maar hier is een afbraak van de gemeenschappelijke methoden:

1. Pitot-statische buizen:

* hoe het werkt: Deze klassieke methode maakt gebruik van het verschil in druk tussen de totale druk (stagnatiedruk) gemeten aan de punt van de buis en de statische druk gemeten aan de zijkant van de buis.

* Berekening: De snelheid wordt berekend met behulp van de vergelijking van de Bernoulli en de bekende luchtdichtheid.

* Beperkingen: Nauwkeurigheid wordt beïnvloed door factoren zoals schokgolven, turbulentie en de invalshoek.

* Gemeenschappelijke toepassingen: Gebruikt in vliegtuigen voor luchtsnelheid indicatie (luchtsnelheidsindicatoren).

2. Doppler Radar:

* hoe het werkt: Deze methode meet de verandering in frequentie van radargolven die van het bewegende object worden weerspiegeld.

* Berekening: De Doppler -verschuiving is recht evenredig met de snelheid van het doelwit.

* Voordelen: Kan de snelheid van een afstand meten, werkt goed voor hogesnelheidsobjecten en kan meerdere doelen volgen.

* Beperkingen: Het weer kan de nauwkeurigheid beïnvloeden, vereist gespecialiseerde apparatuur.

3. Laser Doppler Velocimetry (LDV):

* hoe het werkt: Een laserstraal wordt opgesplitst in twee balken. De ene straal wordt naar het doel gericht en de andere balk wordt als referentie gebruikt. De frequentie van het licht verspreid van het doel wordt gemeten en het verschil in frequentie tussen het verspreide licht en de referentiebundel is evenredig met de snelheid van het doelwit.

* Voordelen: Zeer nauwkeurig, kan de snelheid op specifieke punten meten.

* Beperkingen: Vereist precieze uitlijning, dure apparatuur.

4. GPS:

* hoe het werkt: Globaal positioneringssysteem (GPS) kan worden gebruikt om de positie van een straal op verschillende tijdstippen te bepalen. De snelheid kan vervolgens worden berekend door de afgelegde afstand te delen tegen de tijd die is verstreken.

* Voordelen: Gemakkelijk te gebruiken, kan de snelheid over lange afstanden meten.

* Beperkingen: Minder nauwkeurig dan andere methoden kan worden beïnvloed door atmosferische omstandigheden.

5. Vluchtgegevensrecorders (FDR's):

* hoe het werkt: FDR's vastleggen verschillende parameters, waaronder luchtsnelheid, die wordt gemeten met behulp van pitot-statische buizen.

* Voordelen: Biedt een gedetailleerd record van de vlucht van het vliegtuig, inclusief snelheidsgegevens.

* Beperkingen: Biedt gegevens na de vlucht.

Overwegingen:

* Mach -nummer: Voor supersonische snelheden wordt snelheid vaak uitgedrukt als Mach -nummer (verhouding van vliegtuigsnelheid tot de snelheid van het geluid).

* kalibratie: Alle instrumenten die worden gebruikt om de snelheid te meten, moeten regelmatig worden gekalibreerd om de nauwkeurigheid te garanderen.

Belangrijke opmerking:

* De meeste moderne supersonische jets zijn uitgerust met een combinatie van deze methoden om nauwkeurige en betrouwbare snelheidsmetingen te garanderen.

* De specifieke gebruikte methoden zijn afhankelijk van de toepassing en het gewenste nauwkeurigheidsniveau.