마하 원은 얼마나 빠릅니까?

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물리학의 영역에는 인간이 인식해야 할 장애물이 있습니다. 가장 잘 알려진 것은 빛의 속도, 우주의 모든 기존 물질과 모든 형태의 정보가 이동할 수있는 최대 속도입니다. 이것은 인류가 절대 지나칠 수없는 장벽입니다. 주로 물리학의 가장 기본적인 법칙 중 하나 인 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 위반하기 때문입니다.

그러나 음속은 어떻습니까? 이것은 물리학의 또 다른 장벽이지만 인류가 실제로 깨뜨릴 수 있었던 장벽입니다. 그리고이 장벽을 무너 뜨리는 데있어 과학자들은 마하 넘버 (Mach Number)라고 알려진 것을 사용하여 로컬 음속을 지나는 흐름 경계를 나타냅니다. 다시 말해서, 방음벽을 지나치는 것은 마하 1로 정의됩니다. 그렇다면 얼마나 빨리해야합니까?

정의:

우리가 마하 1이라는 용어를 들으면 그것이 지구 대기를 통한 소리의 속도라고 생각하기 쉽습니다. 그러나이 용어는 생각보다 많이로드됩니다. 진실은 마하 수는 실제 속도를 직접 측정하는 것이 아니라 비율이라는 것입니다. 그리고이 비율은 온도와 공기 밀도의 차이로 인해 소리의 속도가 한 위치에서 다른 위치로 변하기 때문입니다.

수학적으로 이것은 M = 유/씨, 여기서 M은 마하 번호입니다. 유 경계에 대한 국소 유속 (즉, 매체를 통해 움직이는 물체의 속도) 씨 특정 매체 (즉, 지역 대기, 물 등)의 음속입니다.

소리의 속도가 깨지면 "소닉 붐"이 발생합니다. 이것은 로컬 사운드 속도보다 빠르게 이동하는 물체에 의해 생성되는 충격파와 관련된 크고 크래킹 사운드입니다. 예를 들어 총알이 날아 다니거나 불 덩어리의 균열로 인해 소형 붐에 대한 방음벽을 깨는 항공기가 있습니다.

소리의 속도:

기본적으로 사운드 속도는 탄성 매체를 통해 전파 될 때 음파에 의해 일정 시간 동안 이동 한 거리입니다. 이미 언급했듯이, 이것은 보편적 인 가치는 아니지만 매체의 구성과 매체의 조건으로 귀결됩니다. 소리의 속도에 대해 이야기 할 때 지구 대기의 소리 속도를 말합니다. 그러나 그조차도 변형 될 수 있습니다.

그러나 과학자들은 건조한 공기 (즉, 낮은 습도)와 20 ° C (68 ° F)의 온도에서 측정했을 때 음속에 의존하는 경향이 있습니다. 이러한 조건에서 로컬 사운드 속도는 초당 343 미터 (1,235km / h; 767mph) 또는 2.91 초에서 1 킬로미터, 4.69 초에서 1 마일입니다.

분류 :

대부분의 비율과 마찬가지로 사운드 배리어와 관련하여 물체의 속도를 측정하는 데 사용되는 근사치와 범주가 있습니다. 이것은 우리에게 카테고리를 제공합니다 아음속, 초음속, 초음속, 과 초음속. 이 분류 시스템은 종종 항공기 또는 우주선을 분류하는 데 사용되며, 최소의 요구 사항은 분류 된 대부분의 선박이 음속에 접근하거나이를 능가하는 능력이 있어야한다는 것입니다.

방음벽 이하의 속도로 비행하는 항공기 또는 물체의 경우 아음속 적용됩니다. 이 범주에는 대부분의 통근 제트기와 소형 상용 항공기가 포함되지만 일부 예외 (예 : 콩코드와 같은 초음속 상용 제트기)가 언급되었습니다.

이 크래프트는 소리의 속도를 절대로 충족 시키거나 초과하지 않으므로 마하 번호는 1보다 작으므로 10 진수 형식으로 표시됩니다 (즉, 마하 0.8 (273m / s; 980km / h; 609mph)). 일반적으로이 항공기는 프로펠러로 구동되며 종횡비 (가느 다란 날개)와 둥근 모양의 특징이 있습니다.

의 지정 천음속 항공기 주변 및 항공기 주변에 다양한 기류 속도가 존재하는 비행 조건에 적용됩니다. 이 속도는 마하 0.8에서 1.2 (273-409m / s; 980-1,470km / h; 609-914mph)의 음속 이하, 동시에 및 그 이상입니다. 천음속 항공기는 거의 항상 날개를 휩쓸어 드래그-분산 지연을 유발하며 제트 엔진으로 구동됩니다.

다음 카테고리는 초음속 항공기. 이것들은“방음벽”인 공기의 압축을 뛰어 넘을 수있는 기술입니다. 이 크래프트는 일반적으로 1에서 5 사이의 마하 수 (410–1,702 m / s; 1,470–6,126 km / h; 915-3,806 mph)를 가지고 있습니다. 초음속으로 비행하도록 설계된 항공기는 마하 1 이상의 흐름 동작의 급격한 차이로 인해 공기 역학적 설계에 큰 차이를 보입니다.

여기에는 날카로운 모서리, 얇은 날개 섹션 및 조정 가능한 꼬리 안정기 (일명 핀) 또는 캐 나드 (견인)가 포함됩니다. 일반적으로 이러한 명칭을 가진 선박에는 현대 전투기, 스파이 비행기 (SR-71 블랙 버드 등) 및 전술 한 콩코드가 포함됩니다.

마지막 범주는 초음속이며 마하 5의 속도를 초과 할 수 있으며 마하 10의 최고 속도 (1,702–3,403m / s; 6,126–12,251km / h; 3,806-7,680mph)를 달성 할 수있는 항공기에 적용됩니다. 그러한 속도로 움직일 수있는 항공기는 거의 없으며 X-15와 같은 로켓 동력, X-43이나 HyperX와 같은 스크 램제트 또는 우주선이 지구 대기를 떠나는 경향이 있습니다.

또 다른 예는 지구 대기로 들어오는 물체입니다. 이들은 재진입을 수행하는 우주선의 형태, 또는 지구 대기권을 통과하여 분해 된 운석을 취할 수 있습니다. 예를 들어 2013 년 2 월 러시아 첼 랴빈 스크시 위의 하늘에 들어온 유성은 약 19.16 ± 0.15 km / s (68,436 – 69,516 km / h; 42,524 – 43,195 mph)의 속도로 주행했습니다. .

다시 말해, 운석은 우리 대기에 닿았을 때 마하 55와 56 사이를 여행했습니다! 엄청난 속도로 인해 유성이 첼 랴빈 스크 상공에 도달했을 때,이 지역의 6 개 도시에서 수천 개의 건물에 막대한 피해를 입히는 강력한 음향 붐을 만들었습니다. 폭발적인 창문이 많이 포함 된이 손상으로 1,500 명이 부상을 입었습니다.

마하 원은 얼마나 빠릅니까? 짧은 대답은 그것이 어디에 있는지에 달려 있다는 것입니다. 그러나 일반적으로 속도는 약 1200km / h 또는 750mph를 초과합니다. 당신이 빨리 갈 수 있다면, 당신은 방음벽을 깨뜨릴 것이고, 수 마일의 사람들이 그것에 대해들을 것입니다!

우리는 여기 Space Magazine에서 소리에 관한 많은 흥미로운 기사를 썼습니다. 소리 란 무엇입니까?, 세계에서 가장 빠른 제트 란 무엇입니까?, 공기 저항이란 무엇입니까? 그리고 NASA 소리는 무엇입니까?

자세한 내용은 마하 번호에 관한 NASA의 기사를 참조하십시오. 여기에는 마하 번호에 대한 강의 링크가 있습니다.

우리는 우주 왕복선에 관한 천문학 캐스트 에피소드를 녹화했습니다. 127 화 : 미국 우주 왕복선.

출처 :