Kann ein Verkehrsflugzeug die Schallgeschwindigkeit durchbrechen??

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Kann ein Verkehrsflugzeug Strom durchbricht die Schallgeschwindigkeitsmauer? Wir beantworten diese Frage, Ihre Antwort ist interessanter als Sie sich vorstellen.. Foto von SevenStorm JUHASZIMRUS

In den letzten Tagen gab es mehrere Veröffentlichungen und Kommentare in sozialen Netzwerken, in denen behauptet wurde, dass mehrere Passagierflugzeug Aufgrund der Windströmungen „haben sie die Schallmauer durchbrochen“, Eine Aussage, die Hunderte überraschter Kommentare und Likes hervorrief, Aber die Realität ist nicht so einfach, wie Sie denken.

Kann ein Verkehrsflugzeug schneller als mit Schallgeschwindigkeit fliegen??

Allgemein gesagt, nein, Ein Verkehrsflugzeug kann die Schallmauer nicht durchbrechen.. Die Schallgeschwindigkeit beträgt ungefähr 1.235 km/h auf Meereshöhe, und die meisten Verkehrsflugzeuge haben eine maximale Reisegeschwindigkeit von ca 900 km/h.

Es gibt zwei Hauptgründe, warum ein Verkehrsflugzeug die Schallmauer nicht durchbrechen kann.:

Design

Verkehrsflugzeuge sind nicht für Überschallgeschwindigkeiten ausgelegt.. Sein aerodynamisches Design, Materialien und Systeme sind nicht in der Lage, den extremen Kräften und Temperaturen standzuhalten, die durch das Überschreiten der Schallgeschwindigkeit entstehen..

• Aerodynamik: Die Aerodynamik von Flugzeugen verändert sich bei Überschallgeschwindigkeit dramatisch. Um das Flugzeug herum bilden sich Stoßwellen, was den Widerstand erhöht und die Kontrolle erschwert. Verkehrsflugzeuge sind nicht dafür ausgelegt, diesen Bedingungen standzuhalten..
• Materialien: Die beim Bau von Verkehrsflugzeugen verwendeten Materialien sind nicht stark genug, um den hohen Temperaturen und Belastungen standzuhalten, die beim Fliegen mit Überschallgeschwindigkeit entstehen.. Es werden spezielle Materialien benötigt, wie Titanlegierungen, die leichter und hitzebeständig sind.
• Motoren: Die Motoren kommerzieller Flugzeuge sind nicht leistungsstark genug, um das Flugzeug auf Überschallgeschwindigkeit zu bringen.. Sondermotoren erforderlich, wie zum Beispiel Nachverbrennungs-Turbojets, die zusätzlichen Schub erzeugen.

Effizienz

Effizienz: Fliegen mit Überschallgeschwindigkeit ist äußerst ineffizient. Um bei solch hohen Geschwindigkeiten den Luftwiderstand zu überwinden, ist eine große Menge Kraftstoff erforderlich., Überschallflüge unerschwinglich teuer machen.

• Kraftstoffeffizienz: Fliegen mit Überschallgeschwindigkeit ist äußerst ineffizient. Der Kraftstoffverbrauch steigt exponentiell, je näher die Schallgeschwindigkeit kommt.. Dies macht Überschallflüge unerschwinglich teuer..
• Umweltbelastung: Überschallflüge erzeugen einen lauten Überschallknall, der für Menschen am Boden störend sein kann.. Was ist mehr, Überschallflugzeuge stoßen mehr Schadstoffe aus als Unterschallflugzeuge.
• Vorschriften: Aufgrund des Überschallknalls sind Überschallflüge über vielen besiedelten Gebieten verboten. Die Luftfahrtbehörden erlassen außerdem Beschränkungen für die Höhe und Geschwindigkeit von Überschallflügen.

Nichtsdestotrotz, Es gibt einige Ausnahmen:

• Die Concorde: Die Concorde Es war ein Überschall-Verkehrsflugzeug, das zwischen operierte 1976 und 2003. Es könnte Geschwindigkeiten von bis zu Mach erreichen 2,04 (2.179 km/h). Nichtsdestotrotz, Die Concorde war ein sehr teures Flugzeug im Betrieb und nur 16 Einheiten.
• Militärflüge: Viele Militärflugzeuge sind für den Flug mit Überschallgeschwindigkeit ausgelegt. Diese Flugzeuge werden üblicherweise für Kampf- oder Aufklärungseinsätze eingesetzt..

Schallgeschwindigkeit und wie man sie berechnet

Es wird fälschlicherweise angenommen, dass, wenn ein Flugzeug eine Geschwindigkeit aufweist, die gleich oder größer als die ist 1.235 km/h, Dieser hat bereits die Schallgeschwindigkeit gebrochen, aber wie wir zeigen werden, ist dieser Wert nicht festgelegt und hängt von vielen Faktoren ab., was ist mehr, Es gibt einen Unterschied zwischen der angezeigten Geschwindigkeit und der Fahrgeschwindigkeit..

Die Schallgeschwindigkeit ist die Entfernung, die eine Schallwelle in einem bestimmten Medium während einer bestimmten Zeit zurücklegt.. Sie ist definiert als die Quadratwurzel des Elastizitätsmoduls des Mediums dividiert durch seine Dichte..

In mathematischen Begriffen:

v = √(E/r)

Wo:

• v ist die Schallgeschwindigkeit (Frau)
• E ist der Elastizitätsmodul des Mediums (Pa)
• ρ ist die Dichte des Mediums (kg/m³)

Der Elastizitätsmodul ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, einer Verformung standzuhalten. Die Dichte ist ein Maß für die Masse eines Materials pro Volumeneinheit.

An der Luft bei 20°C:

• Elastizitätsmodul (E): 1,42 x 10^5 Pa
• Dichte (R): 1,2 kg/m³

Einsetzen dieser Werte in die Gleichung:

• v = √(1,42 x 10^5 Pa / 1,2 kg/m³) = 343 Frau
• Die Schallgeschwindigkeit in Luft bei 20°C beträgt 343 Frau.

Faktoren, die die Schallgeschwindigkeit beeinflussen:

• Temperatur: Die Schallgeschwindigkeit nimmt mit der Temperatur zu.
• Druck: Die Schallgeschwindigkeit nimmt mit dem Druck zu.
• Feuchtigkeit: Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit nimmt die Schallgeschwindigkeit leicht zu.
• Halb: Die Schallgeschwindigkeit variiert je nach Medium. Sie ist in Festkörpern größer als in Flüssigkeiten und in Flüssigkeiten größer als in Gasen.

Deshalb, ein Verkehrsflugzeug, das mit einer Geschwindigkeit von mehr als fliegt 1.235 km/h durchbricht nicht unbedingt die Schallmauer, wenn die Lufttemperatur über 20 °C liegt.

Angegebene Geschwindigkeit und Bezug zum Gelände

Um noch tiefer in die Materie einzusteigen, Wir müssen wissen, dass es verschiedene Messungen gibt, um die Geschwindigkeit eines Flugzeugs zu ermitteln, diese sind:

• angezeigte Geschwindigkeit (IAS): Es handelt sich um die Geschwindigkeit, die auf dem Fahrtmesser angezeigt wird (ABER) des Flugzeugs. Sie wird in Knoten gemessen (kts) o Meilen pro Stunde (km/h). Die IAS ist die Geschwindigkeit des Flugzeugs im Verhältnis zur Luft um es herum..
• Geschwindigkeit über Grund (GS): Es handelt sich um die tatsächliche Geschwindigkeit des Flugzeugs über der Erdoberfläche.. Sie wird in Knoten gemessen (kts) o Meilen pro Stunde (km/h). Der GS wird unter Berücksichtigung des IAS und der Windgeschwindigkeit berechnet.

Unterschiede:

• Referenz: IAS wird in Bezug auf Luft gemessen, während der GS in Bezug auf das Gelände gemessen wird.
• Windeinfluss: Das IAS wird nicht durch Wind beeinträchtigt, während die GS es tut. Gegenwind reduziert GS, während der Rückenwind es verstärkt.
• Bedeutung: Das IAS ist wichtig für die Steuerung des Flugzeugs während des Fluges, während GS für die Navigation und Flugplanung wichtig ist.

Beispiel:

Ein Flugzeug fliegt zu einem IAS von 100 kts mit Gegenwind 20 kts. Der GS des Flugzeugs wird sein 80 kts.

Zusammenfassend, Allerdings ist es für ein Verkehrsflugzeug möglich, die Schallmauer zu durchbrechen, Das kann ich nicht regelmäßig oder effizient tun..

Ich schließe mit einigen interessanten Fakten, die ich über die Schallmauer gefunden habe:

• Die Schallmauer wurde erstmals im Jahr durchbrochen 1947 vom Piloten Chuck Yeager im Experimentalflugzeug Bell X-1.
• Die Concorde war das erste Überschall-Verkehrsflugzeug, das in den Liniendienst ging..
• Beim Überschallflug entsteht ein lauter Überschallknall, der für Menschen am Boden störend sein kann.
• Aufgrund des Überschallknalls sind Überschallflüge über vielen besiedelten Gebieten verboten.

Was hielten Sie von dieser Lektüre?? Ich habe sie in den Kommentaren gelesen…

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