Numero di Mach: differenze tra le versioni

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In [[fisica]], il numero di Mach definisce il rapporto tra una velocità macroscopica e la velocità di propagazione delle onde longitudinali nel mezzo considerato.
 
In ambito aeronautico, per esempio Mach = 1 (in gergo aeronautico semplicemente Mach 1) significa viaggiare ada una velocità pari a quella del suono, Mach = 2 (Mach 2) al doppio della velocità del suono e così via.
 
Al livello del mare in condizioni di [[Atmosfera standard internazionale ICAO|Atmosfera standard]] (corrispondenti ada una temperatura di 15 gradi Celsius), la velocità del suono è 340.3&nbsp;m/s<ref>{{Cita pubblicazione|autore = Clancy, L.J.|titolo = Aerodynamics|numero = ISBN 0-273-01120-0|anno = 1975|pp = Table 1|editore = Pitman Publishing London}}</ref>(1.225&nbsp;km/h, o 661,5 [[Nodo (unità di misura)|knot]], o 1116&nbsp;ft/s). La velocità rappresentata da Mach 1 non è una costante; per esempio, dipende principalmente dalla temperatura.
 
Poiché la velocità del suono aumenta all'aumento della temperatura ambiente, la velocità effettiva di un oggetto che viaggia a Mach 1 dipende dalla temperatura del fluido attraverso il quale l'oggetto passa. Il numero di Mach è utile perché il fluido si comporta in modo simile a un dato numero di Mach, indipendentemente da altre variabili. Quindi, un aereo che viaggia a Mach 1 a 20&nbsp;°C a livello del mare sperimenterà le stesse onde d'urto di un aereo che viaggia a Mach 1 a 11.000 m a -50&nbsp;°C, anche se il secondo aeromobile sta viaggiando solo all'86% della velocità del primo.
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|}
 
In [[regime transonico]], il [[campo di moto]] include sia parti subsoniche chesia supersoniche. Al crescere della velocità macroscopica, il regime transonico comincia quando appare la prima zona supersonica. Nel caso di un [[ala (aeronautica)|profilo alare]], questo accade generalmente sul dorso dell'ala. Il flusso supersonico può decelerare solo con un'[[Onda d'urto (fluidodinamica)|onda d'urto]] normale, prima del [[bordo d'uscita]] dell'ala.
 
Al crescere della velocità asintotica (ovvero lontano dal corpo), la zona supersonica si estende verso il bordo d'uscita e il [[bordo d'attacco]] dell'ala. Quando la velocità macroscopica supera la condizione di ''Ma'' = 1 ([[muro del suono]]), l'onda d'urto normale raggiunge il bordo d'uscita, mentre davanti all'oggetto si crea un'ulteriore onda d'urto normale così che l'unica zona subsonica del campo di moto risulta essere una piccola zona compresa tra questa onda e il bordo d'attacco dell'ala.
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Quando in un condotto il flusso supera il valore di ''Ma'' = 1, il comportamento del fluido cambia radicalmente.
 
In [[regime subsonico]], ada un restringimento della vena fluida corrisponde un incremento delle velocità macroscopica. In [[regime supersonico]] tuttavia succede esattamente l'opposto, e ada un restringimento della sezione del condotto corrisponde una diminuzione della velocità macroscopica.
 
La conseguenza di ciò è che per far accelerare un fluido fino a velocità supersoniche deve essere previsto un ugello convergente - divergente (detto [[ugello de Laval]]), in cui la parte convergente fa accelerare il fluido fino alla condizione sonica, e la parte divergente fa continuare l'accelerazione nel campo supersonico.
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Il superamento della [[velocità del suono]] divenne una grossa sfida quando i motori aeronautici divennero sufficientemente potenti. Fra il [[1930]] e il [[1940]], il tentativo di superare questa velocità portò all'adeguamento delle prestazioni dei motori e della forma aerodinamica degli [[aeroplano|aeroplani]].
 
Gli [[:Aereo#L'aereo civile e il trasporto nel periodo postbellico|aeroplani commerciali di linea]] viaggiano in genere poco sotto Mach 1, mentre la maggior parte degli aerei militari possono superarlo e arrivare a volte a Mach 2 o 3. Gli unici aerei di linea a volare in regime supersonico sono stati il [[Francia|franco]][[Regno Unito|-britannico]] [[Concorde]] ede il [[URSS|sovietico]] [[Tupolev Tu-144]]. Velocità macroscopiche fino a Mach 10 sono state raggiunte da apparecchi sperimentali o dai lanciatori spaziali e dalle navette spaziali.
 
Il primo uomo a superare in volo continuato la velocità di Mach 1 (il [[muro del suono]]) fu [[Charles Elwood Yeager|Chuck Yeager]] a bordo del [[Bell X-1]], il 14 ottobre [[1947]].