جواب سؤال هفتگی تبیان شنبه 26 مرداد ماه

جواب سؤال هفتگی تبیان شنبه 26 مرداد ماه 87

سوال : عدد ماخ را تعریف کنید؟ آیا این عدد کمیتی ثابت است؟ توضیح دهید.

جواب در ادامه مطلب

جواب :

عدد ماخ ، در حقیقت همان نسبت سرعت شیء پرنده یا همان هواپیما به سرعت صوت محیط است که به احترام دانشمندی آلمانی که برای اولین بار چنین مقیاسی را در نظر گرفت، آن را «ماخ» نام نهادند. پس عدد ماخ ، کمیتی متغیر است و بسته به خصوصیات هوا مانند دما و فشار ، تغییر کرده و کاهش یا افزایش می‌یابد

عدد ماخ :طبق تعریف، نسبت سرعت گاز به سرعت صوت است. عدد ماخ یک پارامتر بدون یکااست که در آیرودینامیک جریان‌های تراکم‌پذیر دارای اهمیت زیادی است. تعریف ریاضی عدد ماخ که با Ma نشان داده می‌شود، به صورت زیر است:

M=v/aـ

 که

v سرعت جریان گاز؛ و a سرعت صوت در محیط است.

عدد ماخ در صنعت هوافضا کاربرد زیادی دارد به عنوان مثال حداکثر سرعت هواپیمای میگ ۲۹ ۲.۴۵ ماخ است.

لازم به ذکر است صوت، در شرایط عادی (دما، فشار و … معمولی) در سطح دریا دارای سرعتی معادل ۳۳۲ متر بر ثانیه یا ۱,۱۹۵ کیلومتر بر ساعت می باشد که این سرعت، با افزایش ارتفاع و کاهش فشار و تراکم هوا، کاهش یافته و در ارتفاعات بالاتر، صوت فواصل را با سرعت کمتری می پیماید..

عدد ماخ بحرانی

به سرعتی که در آن حداقل یکی از سطوح هواپیما به سرعت صوت رسیده باشد، گر چه این پدیده در مورد خود هواپیما صادق نباشد، عدد ماخ بحرانی یا Critical Mach Number می‌گویند. عدد ماخ بحرانی را می‌توان به سرعتی که نمودار پسا در مقابل سرعت سیر صعودی می‌گیرد، نیز تعریف نمود. در این سرعت ، فرامین هواپیما کم کم شروع به درست جواب ندادن کرده و حالتی شبیه به کوبیدن بر روی بال توسط امواج ضربه‌ای بوجود می‌آید که با گذر از دیوار صوتی ، فرامین هواپیما به حالت طبیعی خود باز می‌گردند.

بنابراین ، در سرعتی که هواپیما به عدد ماخ بحرانی خویش می‌رسد، پسا به دلیل ایجاد امواج ضربه‌ای بطور قابل توجهی افزایش می‌یابد، پس ، باید تلاش بر آن باشد تا عدد ماخ بحرانی هر چه بیشتر با بهبود ویژگیهای آیرودینامیکی افزایش یابد، چون اگر این اتفاق در سرعتهای پایین‌تر رخ دهد، هواپیما نیز باید از سرعت پایین‌تری جدال با افزایش پسا را شروع کند.

منبع: http://tebyan.net/index.aspx?pid=67968&KEYWORD=+%22%d8%b9%d8%af%d8%af+%d9%85%d8%a7%d8%ae%22

لینک مسابقه : http://tebyan.net/index.aspx?pid=824&questionType=2