Bu kavramlardan önce Mach sayısını bilmemiz gerekir. Mach sayısı, akışkanlar mekaniğinde bir akışkanın hızının o akışkandaki sesin hızına oranıdır. Avusturyalı fizikçi ve filozof Ernst Mach (1838-1916) tarafından ifade edilen Ma veya M olarak kısaltılabilir. M = V/a şeklinde formüle edilir. Burada M Mach sayısı, V gerçek hava hızı ve a yerel ses hızıdır. Deniz seviyesinde 1 atmosfer ve 15 santigrat derecede 1 maç 1226,5 km/s veya 340 metre/sn olarak belirlendi.
Sesin hızı, yükseklikle değişen bir niceliktir. Dünya yüzeyinin üzerine çıktıkça hava sıcaklığı düşer. Atmosferin deniz seviyesinden 11 km yüksekliğe kadar olan katmanına troposfer denir. Dünya yüzeyinden ne kadar yükseğe çıkarsanız, ses hızı o kadar yavaşlar. Ses hızının karesi hava sıcaklığı ile doğru orantılı olduğundan, Mach sayısı deniz seviyesinden daha yüksek rakımlarda daha düşüktür. Deniz seviyesinde Mach 1 = 1226,5 km/s, stratosfer sınırında Mach 1 = 11.000 metrede 1062,2 km/s.
İçindekiler
süpersonik uçuş
Süpersonik, ses hızından (Mach 1) daha yüksek hızlar anlamına gelir. Sesin deniz seviyesinde havadaki hızı yaklaşık 340 m/s veya 1.087 ft/s veya 1.225 km/s’dir. Kullanılan savaş uçaklarının çoğu süpersoniktir.
Süpersonik uçaklar sivil havacılık sektörüne adını bir çoğumuzun duyduğu Concorde ile girdi. Concorde fikri 1956’da ortaya çıktı. İngiltere’de “Süpersonik Uçak Komitesi” adlı bir komite kuruldu. Concorde, 1960’larda İngiltere ve Fransa ile ortaklaşa geliştirildi. Bu uçaklar 1976-2003 yılları arasında British Airways ve Air France tarafından kullanıldı. İlk ticari uçuş Londra ile Bahreyn arasında gerçekleşti. Air France, 1977’de Paris ve New York arasında süpersonik uçaklarda yolcu uçurmaya başladı.
İngiliz ve Fransız mühendisler tarafından geliştirilen, saatte 2.100 kilometre hızla uçabilen, 1976-2003 yılları arasında kullanılmış, toplam 20 adet (6 prototip, 14 adet Air France ve British Airways’den) güçlendirilmiş, süpersonik bir ticari uçaktı. Rolls-Royce flaşı. Motorlar. Ancak Concorde 1970’lerde petrol kriziyle sarsıldı ve artık denizaşırı seyahatlerde Boeing 747’ler tercih ediliyor.
Concorde’un yolcu kapasitesi 125 idi. Yolcuların çoğu zengin ve ünlüydü, çünkü New York ile Paris arasındaki tek yön bir Concorde biletinin fiyatı 12.000 dolardı. 25 Temmuz 2000’de Paris-Charles de Gaulle Havalimanı’ndan kalktıktan 90 saniye sonra tamamen kaldırılan tüm uçaklar, Londra-New York arasındaki son ticari uçuşlarının 24 Ekim 2003’te gerçekleşmesinin ardından kaldırıldı.
sepsonik
Aerodinamikte ses hızının altındaki hızları, yani Mach sayısı 0 ile 0,8 arasında olan hızları ifade etmek için kullanılan terimdir. Ayrıca sesten daha yavaş uçan uçaklara ses altı uçaklar denir. Ses altı uçağa bir örnek F-84’tür.
transonik
Transonik, aerodinamikte ses hızının hemen altındaki ve hemen üzerindeki hızları ifade etmek için kullanılan terimdir. Bu durumda Mach sayısı 0,8 ile 1,2 arasındadır. Ayrıca gövdesi ses bariyerini aşacak kadar güçlü ve gerektiğinde ses bariyerini aşabilen ancak sesten daha yavaş uçmak üzere tasarlanmış hava araçlarına hipersonik uçaklar denir. F-86, hipersonik bir uçağa örnek olarak gösterilebilir.
Hipersonik (Mach 5 ve üzeri)
Hipersonikler, aerodinamikte Mach 5 veya daha yüksek hızlar için kullanılır (Mach 1, Dünya yakınında 15°C’de yaklaşık 1.225 km/s’dir). Mach 5 ve üzerinde uçmak üzere tasarlanmış uçaklara süpersonik uçak denir. Hâlâ NASA tarafından geliştirilmekte olan X-43 buna bir örnektir. Şimdiye kadar üretilen tüm aletler deneysel aletlerdir.
Şok dalgaları ve Sonic Boom
Bir ses kaynağının hızı, ses hızına yaklaştığında veya eşit olduğunda gerçekleşir. Kaynak hızı (Vk) ses hızına (v) eşit olduğunda, frekans sonsuza gider. Kaynağın hızı ses hızından büyük olduğunda, dalgalar kaynağın gerisinde kalır. Şok dalgaları, hareket eden bir kaynağın hızı dalgaların hızını aştığında meydana gelir. Süpersonik uçaklarda dairesel ses dalgaları yani şok dalgaları oluşur çünkü yarıçapları uçağın bulunduğu yerden dışarıya doğru sürekli artacaktır. Uçak ses hızına ulaştığında yüksek basınçlı bir hava duvarı oluşur. Uçak bu duvarı geçtiğinde çok yüksek bir ses çıkarıyor. Bu fenomene sonik patlama denir.
yazar: Meltem Yıldırım
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]