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El secreto del vuelo supersónico: ¿Por qué los pilotos prestan tanta atención al número de Mach?
En el mundo del vuelo, el número de Mach es un indicador clave, que representa la relación entre la velocidad de vuelo y la velocidad local del sonido. Para los pilotos, no se puede subestimar la importancia de comprender este número, ya que afecta no solo al rendimiento del vuelo sino también a numerosos factores relacionados con la seguridad y las operaciones del vuelo.
El número de Mach es una cantidad física adimensional en dinámica de fluidos que refleja la relación entre la velocidad del fluido que fluye a través del límite y la velocidad local del sonido.
¿Qué es el número de Mach?
El número de Mach (M) es una cantidad adimensional en dinámica de fluidos, la fórmula es M = u/c, donde u representa la velocidad del flujo y c es la velocidad del sonido. El nombre de número de Mach no sólo honra los logros del físico austriaco Ernst Mach, sino que también resalta las características de los fluidos que viajan a velocidades supersónicas.
Categorías de números de Mach
Según el número de Mach, el vuelo se puede dividir en varias etapas:
Subsonic(subsónico): M <1, lo que indica que la velocidad de vuelo es menor que la velocidad del sonido.Transonic(Transonic): M ≈ 1, lo que indica que el vuelo está cerca de la velocidad del sonido. Las características del flujo en esta etapa son extremadamente complejas.Supersonic(Supersónico): M > 1, indica vuelo por encima de la velocidad del sonido, lo que provocará importantes diferencias de presión y oscilaciones.Hysonic(Hipersónico): M ≥ 5, las características de flujo en esta etapa son extremadamente especiales, generalmente involucran altas temperaturas y fuertes efectos de compresión.
El impacto del número de Mach en el vuelo
Los pilotos siempre deben controlar el número de Mach cuando operan una aeronave, porque diferentes números de Mach afectarán el rendimiento aerodinámico, la eficiencia del combustible y la seguridad de la aeronave.
Con números de Mach demasiado altos o demasiado bajos, los pilotos se enfrentan a una serie de desafíos, incluidas dificultades de control y posibles fallos mecánicos.
Desafíos técnicos del vuelo supersónico
A medida que aumenta la velocidad del vuelo, se generarán ondas de choque positivas en el campo de flujo. Estas ondas son especialmente obvias durante el vuelo supersónico. Cuando un avión rompe la barrera del sonido, aparece una fuerte onda de choque. Por eso el vuelo supersónico emite un "estruendo sónico".
Cálculo del número Mach en vuelo
Los pilotos pueden calcular el número de Mach a través de sensores de velocidad y presión de aire. Utilizando ciertos datos de presión del aire y velocidad del flujo, los pilotos pueden calcular de manera profesional y efectiva el número de Mach actual para garantizar un vuelo dentro de un rango seguro.
La fórmula para calcular el número de Mach es M = u / c, lo que permite a los pilotos juzgar rápidamente el estado de su vuelo.
Futuro vuelo supersónico
Con el continuo avance de la tecnología, el plan de vuelo supersónico se está convirtiendo gradualmente en una realidad. Desde la nueva generación de aviones de pasajeros hasta los aviones de combate militares, la comprensión del número de Mach se convertirá en una parte integral del diseño y el control.
Entre la asombrosa velocidad y potencia, los pilotos deben ser muy sensibles al número de Mach para evitar la pérdida de control u otros peligros. A medida que la tecnología de vuelo futura madure cada vez más, ¿cómo cambiará el significado del número de Mach?
