Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » رقم ماخ وقابلية الانضغاط

رقم ماخ وقابلية الانضغاط

1887
  • Ernst Mach
Supersonic jet illustrating Mach number and compressibility in aerodynamics.

(صورة توضيحية فقط)

عدد ماخ (M) هو كمية لا بُعدية تمثل نسبة سرعة التدفق عبر حد ما إلى السرعة المحلية سرعة الصوت: [latex]M = v/a[/latex], where v is the flow velocity and a is the speed of sound. It is the primary indicator of compressibility effects. As Mach number approaches and exceeds 1, the density of the air changes significantly, altering aerodynamic forces.

يُعد رقم ماخ أهم مُعامل عند تحليل التدفقات عالية السرعة والقابلة للانضغاط. على عكس التدفق منخفض السرعة (غير القابل للانضغاط) حيث تُفترض كثافة الهواء ثابتة، فإن هذا الافتراض ينهار عند السرعات العالية. يُصنف رقم ماخ التدفق إلى أنظمة مُميزة: دون سرعة الصوت (M < 1)، وفوق سرعة الصوت (0.8 5). لكل نظام خصائص فيزيائية فريدة.

In the subsonic regime, air behaves much like an incompressible fluid, and pressure disturbances propagate away from the aircraft in all directions. As an aircraft approaches Mach 1 (the transonic regime), air ahead of it has less ‘warning’ of its approach. Airflow begins to reach sonic speed in some areas, like the curved top of the wing, even if the aircraft itself is subsonic. This creates localized shock waves, which are abrupt discontinuities in pressure, density, and temperature. These shocks can cause a dramatic increase in drag (wave drag) and a loss of lift, a phenomenon known as the sound barrier.

Once an aircraft exceeds Mach 1 (supersonic flight), it outruns its own pressure waves. These waves coalesce to form a powerful shock wave, typically a cone-shaped one at the nose and tail, which is heard on the ground as a sonic boom. In supersonic and hypersonic flight, the physics is dominated by these shock waves. Aerodynamic design shifts from smooth, rounded shapes to sharp leading edges to manage the intense heating and forces associated with strong shocks. The study of compressibility is therefore essential for any vehicle designed to travel near or faster than the سرعة الصوت.

UNESCO Nomenclature: 2210
الميكانيكا

يكتب

نظام مجرد

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • دراسات حول سرعة الصوت أجراها علماء مختلفون من بينهم بيير غاسيندي وإسحاق Newton
  • تأثير دوبلر، الذي يصف التغيرات في تردد الموجة مع الحركة
  • الدراسات الباليستية المبكرة على المقذوفات التي تتحرك بسرعة أكبر من الصوت

التطبيقات

  • تصميم الطائرات الأسرع من الصوت والطائرات فوق الصوتية مثل الطائرات النفاثة والصواريخ
  • فهم الانفجارات الصوتية
  • تصميم شفرات التوربينات عالية السرعة في المحركات النفاثة
  • تصميم المقذوفات والصواريخ
  • فوهات لمحركات الصواريخ (فوهة دي لافال)

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • quiet supersonic aircraft that shape the shockwaves to produce a soft ‘thump’ instead of a loud boom
  • محركات سكرامجت التي تستخدم موجة الصدمة الناتجة عن الطيران الأسرع من الصوت لضغط الهواء من أجل الاحتراق
  • مواد متكيفة لجلود الطائرات التي يمكنها تحمل وتبديد الحرارة الشديدة الناتجة عن الاحتكاك الأسرع من الصوت
  • طائرات بدون طيار أسرع من الصوت بأجنحة متغيرة الارتفاع لتحسين الأداء عبر السرعات دون الصوتية وفوق الصوتية
  • العلاجات الطبية باستخدام موجات الصدمة المركزة (تفتيت الحصى) بدقة أكبر
  • أنابيب نقل تفوق سرعتها سرعة الصوت لتوصيل الطرود بين المدن بشكل فوري تقريبًا
  • مركبات ويف رايدر التي تستخدم موجات الصدمة الخاصة بها لتوليد الرفع
  • أنظمة الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالتفاعلات غير المستقرة بين الموجات الصدمية وطبقة الحدود والتخفيف منها في الوقت الفعلي
Related to: mach number, compressibility, supersonic, transonic, hypersonic, shock wave, sound barrier, wave drag.

السياق التاريخي

رقم ماخ وقابلية الانضغاط

1882-01-01
1883
1884
1887
1888
1889
1890
1880
1882-01-01
1884
1885
1887
1889
1890
1890

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.