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O segredo do voo supersônico: por que os pilotos prestam tanta atenção ao número de Mach?
No mundo do voo, o número Mach é um indicador chave, representando a relação entre a velocidade do voo e a velocidade local do som. Para os pilotos, a importância de compreender este número não pode ser subestimada, pois afecta não só o desempenho do voo, mas também numerosos factores relacionados com a segurança e as operações de voo.
O número Mach é uma quantidade física adimensional na dinâmica dos fluidos que reflete a relação entre a velocidade do fluido fluindo através da fronteira e a velocidade local do som.
Qual é o número Mach?
O número Mach (M) é uma quantidade adimensional em dinâmica de fluidos, a fórmula é M = u / c, onde u representa a velocidade do fluxo e c é a velocidade do som. O nome Número Mach não apenas homenageia as conquistas do físico austríaco Ernst Mach, mas também destaca as características dos fluidos que viajam em velocidades supersônicas.
Categorias de números Mach
De acordo com o número Mach, o voo pode ser dividido em várias etapas:
Subsônico(subsônico): M < 1, indicando que a velocidade de vôo é inferior à velocidade do som.Transonic(Transonic): M ≈ 1, indicando que o vôo está próximo da velocidade do som. As características do fluxo nesta fase são extremamente complexas.Supersônico(Supersônico): M > 1, indicando vôo acima da velocidade do som, o que causará diferenças de pressão e oscilações significativas.Hysônico(Hipsônico): M ≥ 5, as características do fluxo nesta fase são extremamente especiais, geralmente envolvendo altas temperaturas e fortes efeitos de compressão.
O impacto do número Mach no voo
Os pilotos devem sempre monitorar o número Mach ao operar uma aeronave, pois diferentes números Mach afetarão o desempenho aerodinâmico, a eficiência de combustível e a segurança da aeronave.
Em números Mach muito altos ou muito baixos, os pilotos enfrentam uma série de desafios, incluindo dificuldades de controle e possíveis falhas mecânicas.
Desafios técnicos do voo supersônico
À medida que a velocidade de voo aumenta, ondas de choque positivas serão geradas no campo de fluxo. Essas ondas são especialmente óbvias durante o voo supersônico. Quando uma aeronave rompe a barreira do som, uma forte onda de choque aparecerá. É por isso que o vôo supersônico emite um “estrondo sônico”.
Cálculo do número Mach em vôo
Os pilotos podem calcular o número Mach através de sensores de velocidade e pressão do ar. Usando determinados dados de pressão do ar e velocidade do fluxo, os pilotos podem calcular de maneira profissional e eficaz o número Mach atual para garantir o voo dentro de uma faixa segura.
A fórmula para calcular o número Mach é M = u / c, o que permite aos pilotos avaliar rapidamente o status do voo.
Futuro voo supersônico
Com o avanço contínuo da tecnologia, o plano de voo supersônico está gradualmente se tornando uma realidade. Da nova geração de aeronaves de passageiros aos caças militares, a compreensão do número Mach se tornará parte integrante do projeto e do controle.
Entre a velocidade e a potência surpreendentes, os pilotos devem permanecer altamente sensíveis ao número Mach para evitar perda de controle ou outros perigos. À medida que a tecnologia de voo futura se torna cada vez mais madura, como mudará o significado do número Mach?
