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ÜberschallAerodynamik
Bis jetzt haben wir nur aerodynamische Konzepte im
Unterschallflug behandelt. Sobald die Schallgeschwindigkeit
überstiegen wird, alle gibt es neue Arten zu erforschenden der
Phänomene. Z.B. können Sie nicht eine Fläche hören,
mit
Überschallgeschwindigkeit zu reisen, bis es Sie vorbei geführt
ist.
Die " SchallSperre "
Frühe Flächen entwarfen, schneller zu reisen als die
Schallgeschwindigkeit meistens beendet in der Tragödie. Wegen dieser
Tatsache glaubten Ingenieure, daß Flugzeuge nicht schneller reisen
konnten als die Schallgeschwindigkeit wegen einer Wand des Winds, die
solchen Flug verhinderte. Jetzt ist Überschallflug, wir haben sogar
transoceanic Überschallflüge Hauptströmungs geworden.
Läßt
Nehmen ein Blick an einigen der Phänomene, die auftreten, wenn eine
Fläche schneller als die Schallgeschwindigkeit reist.
Stoßwelle- und Wellengegenkraft
Jeder möglicher Körper, der durch eine Flüssigkeit sich
bewegt, erstellt Druckstörungen, da die Luft sich bewegen muß,
damit
ein Körper durch überschreiten kann. Ton selbst ist eine
Druckstörung. Mit Unterschallgeschwindigkeiten sind die
Druckstörungen zu schneller sich bewegen fähig, als die
Fläche ist.
Sie können an sie auf diese Weise denken. Die Luft, die kann
schneller reisen verlegt wird, als die Fläche in allen Richtungen,
umfassend heraus vor ihr. Jedoch da die Fläche machzahlen
grösser
als eine erreicht, übersteigt die Geschwindigkeit der Fläche die
der
Druckstörungen, und die Hochdruckluft packt oben an der
Wekzeugspritze und erstellt Gegenkraft für die Fläche. Dieses
bekannt während Welle Gegenkraft, auch, wenn Stoßwellen
festgelegt
werden.
Zwei Stoßwellen bilden sich an die Wekzeugspritze und das
Ende der Fläche. Jede Stoßwelle bildet eine Kegelform mit der
Spitze am Ursprung der Luftdistanzadresse. Diese Kegel der anormalen
Druckluft reisen abwärts und rückwärts in Beziehung zu der
Fläche.
Luft an der Wekzeugspritze der Fläche wird weggedrückt und
shoved.
Am Endstück rückt die Fläche schnell, schneller weg, als
die Luft
die Lücke ersetzen kann. Dieses erstellt eine Situation, in der der
Luftdruck an der Wekzeugspritze hoch ist, und der Luftdruck am
Endstück ist niedrig. Dieses tut zwei Sachen:
- Stellt zwei Stoßwellen her
- Erstellt Gegenkraft
Die Gegenkraft, die produziert wird, ist einfach, weil es
eine Anhäufung der Hochdruckluft an der Wekzeugspritze der
Fläche
ganz wie die Bogenwelle eines beweglichen Bootes gibt. Zusätzlich
wendet die Niederdruckregion hinter der Fläche eine ziehende Kraft
auf dem Fliegenflugzeug an. Diese Art der Gegenkraft ist
beträchtlich stark, folglich sind sehr leistungsfähige Maschinen
erforderlich, Überschallflug zu unterstützen.
Zahlen Mach
Pro zuerst von allen, bei Raumtemperatur am Meeresspiegel,
beträgt Schallgeschwindigkeit ungefähr 760 Meilen Stunde oder
1220
Kilometer pro Stunde. Es ist ein unglaubliches Technikmeisterstück,
daß Flächen schneller reisen können dann das.
Abhängig von jedoch
schwankt die Schallgeschwindigkeit in einer Luft Höhe und Temperatur.
Die Geschwindigkeiten der Überschallflächen werden in den
machzahlen
gemessen, das leicht errechnet wird, indem man die fluggeschwindigkeit
der Fläche durch die lokale Schallgeschwindigkeit teilt. Da jeder
Tag eine andere Temperatur und unterschiedliche Flächen an den
unterschiedlichen Höhen fliegen lassen kann, wird die Geschwindigkeit
der Fläche in der Referenz auf der Schallgeschwindigkeit an die
aktuelle Höhe und Temperatur errechnet.
Überschallknalle
Erinnern Sie daran sich, daß diese Stoßwellen in einer
konischen Geometrie mit der Schallgeschwindigkeit sich fortpflanzen.
Die kreisförmigen Ränder dieser Stoßwellen sind, wo die
hörbaren
Überschallknalle auftreten. Einige Überschallknalle sind genug
stark, Gebäude strukturell zu beschädigen und Scheiben des
Glases zu
zerbrechen. Alle Intensität der Überschallknalle hängen
von vier
Sachen ab:
- Geschwindigkeit des Flugzeuges
- Größe des Flugzeuges
- Höhe des Flugzeuges
- Form des Flugzeuges
Mit der Druckunterschied, der durch eine schnellere erstellt
wird Fläche, ist grösser, weil Luft grössere Kraft und
Frequenz
verlegt wird. Ein lauterer Überschallknall wird einem grösseren
Unterschied bezüglich des Drucks zugeschrieben.
Das größer die Fläche, mehr die Luft, die sie verlegen
muß. Es ist wegen dieses, daß größere Flächen
lautere
Überschallknalle erstellen. Intuitiv können die
Überschallknalle
an jeder der Stoßwellen aus den Grund zu den unterschiedlichen
Zeiten
gehört werden. Jedoch sind die meisten Flugzeuge genug kurz,
daß
beide Stoßwellen zu ungefähr der gleichen Zeit kommen, damit es
wie
ein Überschallknall klingt. Nur mit sehr großem Flugzeug, wie
der
Platzdoppelventilkegel am Re-entry, können Sie zwei eindeutige
Überschallknalle hören.
Während Sie weiter entfernt von die Quelle eines Tones
umziehen, wird seine Intensität schwächer. Sie ist mit
Überschallknallen kein unterschiedliches. Folglich ein
Überschallflugzeug das höher ist, sind seine
Überschallknalle am
Meeresspiegel das weniger intensiv.
Wenn Sie überhaupt ein Concorde gesehen haben, ist seine
Wekzeugspritze verglichen mit anderen Unterschallflächen sehr
scharfes. Der Grund für diese scharfe Wekzeugspritze soll die
Intensität des Überschallknalls verringern, der an der
Wekzeugspritze der Fläche erstellt wird. Wenn die Wekzeugspritze
stumpf waren, würde Hochdruckluft an der Wekzeugspritze erfassen und
die Stoßwellen würden dementsprechend stärker sein.
Verringern Von ÜberschallUnwirtschaftlichkeit
Stärkere Stoßwellen produzieren mehr Welle Gegenkraft für
ein Flugzeug. um die Anhäufung der unter Druck gesetzten Luft an der
Wekzeugspritze zu vermindern, erstellen Ingenieure
Überschallfertigkeit mit scharfen Wekzeugspritzen. Der Rumpf wird
auch verdünnt, damit der Querschnittsbereich, der buchstäblich
durch
die Luft zerreißt, nicht ist, wie groß. Entsprechend der
Bereich
Richtlinie muß der Querschnittsbereich entlang dem Rumpf derselbe
sein, wenn er die Menge der unproduktiven Kräfte herabsetzen soll.
Wenn der Querschnittsbereich häufig änderte, würde
everytime der
erhöhte und verringerte Querschnittsbereich, dort daß viel mehr
Welle Gegenkraft und Stoßwellen sein.
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