ما هو جدار الصوت ورقم ماخ ؟


مقاتلة ف/أ-18 هورنت على سرعة عبر سرعة الصوت

جدار الصوت استعمال مجازي فليس للصوت جدار محسوس، بل المقصود بهذا المصطلح المستعمل في عالم الطيران السرعة التي يتغير عندها تصرف تيار الهواء حول الطائرة بشكل فجائي.   وعندما نتحدث عن طائرات خرقت جدار الصوت فالمراد تلك الطائرات المصممة تصميما خاصا لغايات في الغالب تجسسية أو استطلاعية، أو طائرات قاذفة والتي تفوق سرعتها سرعة الصوت.
وقد تنبه الطيارون -وخاصة أثناء الحرب العالمية الثانية- وهم يقومون بتدريبات ومناورات عالية السرعة قبل القتال وأثناءه إلى ما يحدث فيزيائيا للطائرة عالية السرعة، فقد كان الطيارون يفقدون السيطرة تماما على طائراتهم وهي تصطدم بأمواج متراكمة على سطوح التحكم، وكانت تمنع سطوح التحكم من الحركة وتترك الطيارين في حيرة. ومن هنا بدأ الحديث عن اختراق “جدار الصوت” وعن صنع طائرات تفوق سرعة الصوت.   وهنالك ثلاثة أنواع للطائرات حسب سرعتها:

  1. طائرة تطير بسرعة أقل من سرعة الصوت أو “تحت صوتية” وهي النوع الأكثر شيوعا وتولد تغيرات في الضغط تتنقل بسرعة الصوت في مقدمة الطائرة ثم تتلاشى متلائمة مع تيار الهواء.
  2. طائرة تطير بسرعة الصوت، وتصطدم بزيادة مفاجئة في قوة كبحها بسبب تراكم التغيرات الضغطية أمامها بدلا من أن تتلاشى. وفي الغالب تلحق الطائرة من هذا الصنف بالأمواج المنضغطة لحظة تشكلها نتيجة لقوة دفعها الكبيرة.
  3. طائرة تفوق سرعة الصوت، وتحدث هذه الطائرة موجة صدمية قوية جدا، فتيار الهواء المحاذي لها لا يجد الوقت الكافي لكي يتكيف مع التغيرات الضغطية. فيَحدث تغيرٌ مفاجئ في ضغط الهواء، وهذا التغير يصل إلى الأرض كقنبلة صوتية، وتعني الصوت المرافق للموجة الصدمية.

وتقاس سرعة الطيران فوق الصوتي بوحدة يسميها الفيزيائيون “ماخ” نسبة للفيزيائي النمساوي إرنست ماخ المتوفى سنة 1916 والمشهور ببحوثه حول انتقال موجات الصوت فى الهواء.

ونتحدث عن “واحد ماخ” عندما تساوي سرعة الطائرة سرعة الصوت في الظروف التي تطير فيها. وإذا كانت سرعتها من واحد ماخ إلى خمسة ماخ فهي طائرة فوق صوتية، وإن زادت على خمسة ماخ كانت فرط صوتية.

وقد طورت الصناعات الحربية طائرات بسرعة ثلاثة ماخ، تهدف إلى التجسس والمناورة وغير ذلك. ولسرعة الطائرات الخارقة لجدار الصوت يصعب رصدها أو التصدي لها. وتشتهر من بين الطائرات المدنية طائرة الكونكورد الفرنسية-الإنجليزية التي تصل سرعتها إلى ضعفي سرعة الصوت (اثنين ماخ)، وقد أطلقت سنة 1976، إلا أن إحداثها ضجة شديدة أو ما يسمى بالقنابل الصوتية عرقل من استخدامها فتراجعت قيمتها الاستثمارية.

ما هو رقم ماخ

رقم ماخ (الماخ Ma ) هو مقياس سرعة عديم الوحدة سُمّي على اسم الفيزيائي والفيلسوف النمساويّ إرنست ماخ Ernst Mach.

https://static.arageek.com/wp-content/uploads/2017/11/Ernst-Mach.jpg
إرنست ماخ

يعرّف رقم ماخ على أنّه نسبة السرعة المحلّيّة لجسم مائع إلى سرعة الصوت في الجسم المائع ذاته. هذه السرعة المحلّة للجسم المائع تتأتّى من قذيفةٍ أو جسمٍ ما في الهواء أو السوائل كما قلنا (الجسم المائع). فيستعمل هذا المصطلح للأجسام التي تسير بسرعة كبيرة كالطائرات النفاثة مثلاً أو سرعة الهواء داخل قنوات التجارب الهوائية ومطاحن الرياح.

{\displaystyle \ M={\frac {v_{s}}{u}}}

M هو رقم ماخ، vs سرعة الجسم (المركبة)، u سرعة الصوت في الوسط

تكون سرعة الماخ-واحد على مستوى سطح البحر 1225 كيلومتر/ساعة أي 765.6 ميل/ساعة أو بالأحرى 340 مترًا / ثانية تقريبًا، ويتغيّر هذا الرقم أيضًا باختلاف درجة الحرارة والضغط الجوّ. ولعلّ الملاحظة صحيحة، بأنّ السوط هو أوّل جسم أنتجه الإنسان وتزيد سرعته عن سرعة الصوت.

لأن الماخ عديم الوحدة، توضع عدد المرّات لسرعة ماخ خلف الكلمة، فنقول مثلاً 1-ماخ و2-ماخ و3-ماخ… إلخ.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/43/Machmeter.PNG/220px-Machmeter.PNG
مبيّن رقم ماخ في قمرة القيادة

المصدر : الجزيرة نت + شبكة المعرفة

أضف تعليق، رأيك يهمنا

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

شعار وردبرس.كوم

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

Google photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

Connecting to %s