Число Маха
-
Определение числа Маха
- Число Маха (M) — безразмерная величина, представляющая отношение скорости потока за границей к локальной скорости звука.
- Названо в честь Эрнста Маха.
- При 1 Маха скорость потока равна скорости звука.
-
Использование числа Маха
- Пилоты используют число Маха для выражения истинной скорости полета.
- Локальная скорость звука зависит от температуры газа.
- Число Маха используется для определения приближения несжимаемости потока.
-
Этимология и история
- Число Маха названо в честь Эрнста Маха по предложению Якоба Аккерета.
- В течение десятилетия перед полетом человека со скоростью выше звука, скорость звука называли числом Маха.
-
Появление в уравнении неразрывности
- Число Маха можно получить из уравнения неразрывности.
- Уравнение неразрывности учитывает сжимаемость потока.
-
Классификация режимов Маха
- Дозвуковой режим: скорости ниже 1 Маха.
- Сверхзвуковой режим: скорости выше 1 Маха.
- Околозвуковой режим: скорости от 1 до 1,3 Маха.
-
Высокоскоростное обтекание объектов
- Полеты можно разделить на шесть категорий.
- При околозвуковых скоростях поле обтекания включает субзвуковую и сверхзвуковую части.
- При достижении 1 Маха создается ударная волна, вызывающая звуковой удар.
-
Ударная волна и число Маха
- Ударная волна начинается от носа при ударе острым предметом.
- С увеличением числа Маха сила ударной волны и конус Маха становятся более узкими.
- При высоких числах Маха температура и давление за ударной волной достигают экстремальных значений.
-
Гиперзвуковые потоки
- Гиперзвуковые потоки характеризуются ионизацией и диссоциацией молекул газа.
- Объекты, движущиеся с гиперзвуковой скоростью, также подвергаются экстремальным температурам.
-
Сверхзвуковой поток в канале
- При сверхзвуковых скоростях расширение канала увеличивает скорость потока.
- Для ускорения потока до сверхзвукового требуется сходящееся-расходящееся сопло.
-
Расчет числа Маха
- Число Маха можно вычислить по формуле, используя скорость звука и термодинамическую температуру.
- Если скорость звука неизвестна, число Маха определяется по давлению воздуха.
-
Вычисление числа Маха по давлению в трубке Пито
- Число Маха зависит от температуры и истинной скорости полета.
- Бортовые приборы используют перепад давления для вычисления числа Маха.
- Для численного решения используется алгоритм поиска корня.
-
Дополнительные понятия
- Критическое число Маха — понятие в аэродинамике.
- Махометр — летательный прибор.
- Прямоточный воздушно-реактивный двигатель — сверхзвуковой атмосферный реактивный двигатель.
- Скорость звука — скорость прохождения звуковой волны через упругую среду.
- Истинная воздушная скорость — скорость воздушного судна относительно воздушной массы.
- Порядки величины (скорость) — сравнение широкого диапазона скоростей.