خط كارمان

خط كرمان

أحد الأسئلة التي لطالما طرحها العلماء والناس العاديون على أنفسهم هو ما إذا كان هناك حدود مقصية بين الغلاف الجوي والفضاء الخارجي. ومن المعروف أن الغلاف الجوي يصبح أرق وأرق حيث يصل إلى ارتفاعات بعيدة عن سطح الأرض حتى يختفي. ومع ذلك ، هناك حد جوي أساسي لأغراض الطيران. يُعرف هذا الحد الجوي بـ خط كارمان.

في هذه المقالة سوف نخبرك بكل ما تحتاج لمعرفته حول خط كارمان وأهميته.

الملامح الرئيسية

خط كرمان والطائرات

من المعروف أن الغلاف الجوي لا ينتهي فجأة عند ارتفاع معين ومحدد. لقد وجد أن الغلاف الجوي يصبح أرق وأرق مع زيادة الارتفاع. بالنسبة لبعض العلماء ، ينتهي الغلاف الجوي للأرض في المنطقة التي تمتد فيها الطبقات الخارجية للأرض. هذا هو ، هذه الطبقات الخارجية من الغلاف الجوي وهي معروفة باسم الغلاف الحراري والأكسوسفير. إذا كان هذا المفهوم صحيحًا ، فسيصل الغلاف الجوي للأرض حوالي 10.000 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر.

تقل كثافة الهواء كلما زاد الارتفاع. لذلك ، في هذا الموقف ، تكون كثافة الهواء منخفضة جدًا بحيث يمكن بالفعل التفكير في الفضاء الخارجي. يعتبر تعريف آخر أكثر تطلبًا لحدود الغلاف الجوي أنها تنتهي حيث تصبح كثافة الغلاف الجوي في أدنى مستوياتها. هذا معروف لأن السرعة التي يمكن أن تكتسبها الطائرة لتحقيق الرفع الديناميكي الهوائي من خلال الأجنحة ويجب أن تكون المراوح مماثلة للسرعة المدارية لنفس الارتفاع. باستخدام هذه الحسابات ، يمكن معرفة الارتفاع بهذه الوسائل للأجنحة ولم تعد صالحة للحفاظ على السفينة. وهكذا ، هذا هو المكان الذي سينتهي فيه الغلاف الجوي ويبدأ الفضاء الخارجي.

في مواجهة هذه المخاوف ، ظهر خط كارمان لمعرفة الحد الفاصل بين الغلاف الجوي والفضاء الخارجي.

خط كارمان

نهاية الغلاف الجوي

تم إنشاء خط كارمان كتعريف تعسفي يعتمد على اعتبارات نوع الطيران. أي يمكن القول أنه الحد الموجود بين الغلاف الجوي والفضاء الخارجي لأغراض الطيران والملاحة الفضائية. على الرغم من طبيعته إلى حد كبير لا يوجد حد على هذا النحو ولكنه يختفي كلما تقدمت في الارتفاع، هناك العديد من المصالح في مجال الطيران والملاحة الفضائية لإنشاء خط كارمان.

تم قبول تعريف خط كارمان من قبل الاتحاد الدولي للطيران. هذا الاتحاد مسؤول عن وضع جميع المعايير الدولية والاعتراف بسجلاتها في الطيران والملاحة الفضائية. يبلغ ارتفاع خط كارمان 100 كيلومتر ، لكن 122 كيلومترًا تستخدم كمرجع. المرجع من خط إعادة دخول المركبة الفضائية.

خط كارمان وطبقات الغلاف الجوي

حدود الغلاف الجوي

من أجل وضع أهمية خط كارمان هناك في السياق ، لمعرفة موقعه بالنسبة لبقية طبقات الغلاف الجوي. لقد حددنا أن ارتفاعه قدر بما يزيد أو يقل عن 100 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر. فرض هذا الارتفاع تيودور فون كارمانومن هنا جاء اسمها. تم إنشاؤه من خلال حساب الارتفاع الذي تصبح عنده كثافة الغلاف الجوي منخفضة للغاية بحيث يجب أن تكون سرعة الطائرة لتحقيق الرفع الجوي باستخدام الأجنحة والمراوح مماثلة للسرعة المدارية لهذا الارتفاع نفسه.

هذا يعني أنه عند الوصول إلى هذا الارتفاع الذي تم إنشاء خط كارمان عنده ، لن تكون الأجنحة صالحة للحفاظ على السفينة لأن كثافة الهواء صغيرة جدًا. من المعروف أن الطائرة تحافظ على نفسها فقط إذا كانت تتحرك باستمرار في الهواء. وبفضل هذا تولد الأجنحة قوة رفع نظرًا لسرعة الحركة في الهواء. إذا كانت الطائرة ثابتة في الهواء ، فلن تتمكن من الصمود لأن الكثافة غير كافية.

كلما كان الهواء أرق ، زادت سرعة تحرك الطائرة لتوليد قوة رفع كافية لتجنب السقوط. هذا يجعل من المثير للاهتمام معرفة معامل الرفع لجناح الطائرة لزاوية هجوم معينة. يبقى الجسم في المدار فقط طالما أن عنصر الطرد المركزي في تسارعه كافٍ لتعويض قوة الجاذبية. نعلم أن الجاذبية مدفوعة في اتجاه سطح الأرض ، لذلك يحتاج الكائن إلى سرعة تمرير أفقي أعلى. إذا انخفضت هذه السرعة ، سينخفض ​​أيضًا مكون الطرد المركزي وستتسبب الجاذبية في انخفاض ارتفاعه حتى يسقط.

المعرفة الجسدية

السرعة المطلوبة للتوازن تسمى السرعة المدارية وتختلف مع ارتفاع المدار. بالنسبة لمكوك الفضاء في مدار حول الأرض ، فإنه يحتاج إلى سرعة مدارية تبلغ حوالي 27.000 كيلومتر في الساعة. في حالة الطائرة التي تحاول التحليق أعلى ، يصبح الهواء أقل كثافة وهذا يجبر الطائرة على زيادة سرعتها لخلق قوة رفع في الهواء.

من المعروف عنها أن خط كارمان هو مفهوم نسبي للغاية من حيث الارتفاع. نظرًا لأن اهتمامها بالديناميكا الهوائية ، فليس لديها الكثير من الدقة العلمية. يصبح الهواء أقل كثافة وينتهي به الأمر بمقاومة أقل بكثير ويصل إلى الفضاء الخارجي.

يتم استخدام خط كارمان كمفهوم متعلق بالارتفاع ويجعل من المفيد زيادة سرعة السفر باستخدام من أجل الحصول على رفع ديناميكي هوائي أو تعويض لسحب قوة الجاذبية. عندما نذهب إلى التدريب ، نرى أن كل هذه الاعتبارات تختلف مع زيادة نصف قطر المدار. نعلم أنه كلما زاد نصف قطر المدار ، أصبح لدينا قوة جاذبية أصغر. نتذكر أن الجاذبية هي القوة التي تمارسها الجاذبية على جسم في اتجاه سطح الأرض. ومع ذلك ، فمن المعروف أيضًا أن هناك تسارعًا أكبر للطرد المركزي لنفس السرعة الخطية.

يُستخلص منهم أن خط كارمان يهمل هذا التأثير بسبب السرعة المدارية بحيث يكون كافياً للقدرة على الحفاظ على أي موقف بغض النظر عن كثافة الغلاف الجوي.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن خط كارمان وخصائصه.


محتوى المقال يلتزم بمبادئنا أخلاقيات التحرير. للإبلاغ عن خطأ انقر فوق هنا.

كن أول من يعلق

اترك تعليقك

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *

*

*

  1. المسؤول عن البيانات: ميغيل أنخيل جاتون
  2. الغرض من البيانات: التحكم في الرسائل الاقتحامية ، وإدارة التعليقات.
  3. الشرعية: موافقتك
  4. توصيل البيانات: لن يتم إرسال البيانات إلى أطراف ثالثة إلا بموجب التزام قانوني.
  5. تخزين البيانات: قاعدة البيانات التي تستضيفها شركة Occentus Networks (الاتحاد الأوروبي)
  6. الحقوق: يمكنك في أي وقت تقييد معلوماتك واستعادتها وحذفها.