Един от въпросите, които учените и обикновените хора винаги са си задавали, е дали има ножична граница между атмосферата и космическото пространство. Известно е, че атмосферата става все по-тънка и по-тънка, тъй като достига височини далеч от земната повърхност, докато изчезне. Съществува обаче атмосферна граница, която е от основно значение за аеронавигационните цели. Тази атмосферна граница е известна като Линия на Карман.
В тази статия ще ви разкажем всичко, което трябва да знаете за линията Kármán и нейното значение.
ключови характеристики
Известно е, че атмосферата не свършва рязко на определена и определена височина. Установено е, че атмосферата става все по-тънка и по-тънка с увеличаване на надморската височина. За някои учени земната атмосфера завършва в района, където се простират най-външните слоеве на земята. Тоест тези най-външни слоеве на атмосферата Те са известни с името термосфера и екзосфера. Ако тази концепция беше вярна, земната атмосфера щеше да достигне около 10.000 XNUMX километра над морското равнище.
Плътността на въздуха намалява, когато увеличаваме височината. Следователно при това отношение плътността на въздуха е толкова ниска, че вече може да се има предвид космическото пространство. Друго по-взискателно определение на границата на атмосферата счита, че тя завършва там, където плътността на атмосферата става най-ниска. Това е известно, тъй като скоростта, която самолетът може да придобие, за да постигне аеродинамичен лифт с помощта на крила и витла, трябва да бъде сравнима с орбиталната скорост за същата височина. С тези изчисления височината може да бъде известна по тези средства за крилата и те вече не са валидни за поддържане на кораба. По този начин, тук щеше да свърши атмосферата и да започне космическото пространство.
Изправен пред тези опасения, линията на Карман се появи, за да разбере каква е границата между атмосферата и космоса.
Линия Карман
Линията на Карман е установена като произволна дефиниция, основана на аеронавигационни съображения. С други думи, може да се каже, че това е границата между атмосферата и космоса за целите на авиацията и космонавтиката. Макар и по същество естествено Няма ограничение като такова, но то изчезва с напредването във височина, има различни авиационни и астронавтични интереси за установяване на линията на Карман.
Определението за линията на Карман е прието от Международната въздухоплавателна федерация. Тази федерация е натоварена с установяването на всички международни стандарти и признаването им на записи в аеронавтиката и астронавтиката. Надморската височина на линията на Карман е от порядъка на 100 километра, но 122 километра се използват, за да има справка. Справка от линията за повторно влизане на космическия кораб.
Линия на Карман и слоеве от атмосферата
За да може да се даде контекст на значението на линията на Карман там, да се знае нейното положение по отношение на останалите слоеве на атмосферата. Определихме, че височината му се изчислява на повече или по-малко 100 километра над морското равнище. Тази надморска височина е наложена от Теодор фон Карман, откъдето идва и името му. Установено е чрез изчисляване на височината, при която плътността на атмосферата става толкова ниска, че скоростта на въздухоплавателното средство за постигане на аеронавигационен лифт с помощта на крила и витла трябва да бъде сравнима с орбиталната скорост на същата тази височина.
Това означава, че при достигане на тази височина, на която е установена линията на Карман, крилата вече не биха били валидни за поддържане на кораба, тъй като плътността на въздуха е много малка. Известно е, че самолетът се поддържа само ако постоянно се движи във въздуха. Благодарение на това крилата генерират повдигане предвид скоростта на движение във въздуха. Ако самолетът е бил неподвижен във въздуха, той не би могъл да се задържи, тъй като плътността не е достатъчна.
Колкото по-тънък е въздухът, толкова по-бързо трябва да върви самолетът, за да генерира достатъчно повдигане, за да се избегне падане. Това прави интересното познаване на коефициента на повдигане на крилото на самолета за даден ъгъл на атака. Обектът остава в орбита само докато центробежният компонент на ускорението му е достатъчен, за да може да компенсира силата на гравитацията. Знаем, че гравитацията е изтласкана по посока на земната повърхност, така че обектът се нуждае от по-висока хоризонтална скорост на превъртане. Ако тази скорост намалее, центробежният компонент също ще намалее и гравитацията ще доведе до намаляване на височината му, докато падне.
Физически познания
Скоростта, необходима за равновесие, се нарича орбитална скорост и тя варира в зависимост от височината на орбитата. За космическа совалка в околоземна орбита се нуждае от орбитална скорост от около 27.000 XNUMX километра в час. В случай на самолет, който се опитва да лети по-високо, въздухът става по-малко плътен и това принуждава самолета да увеличи скоростта си, за да създаде повдигане във въздуха.
От нея е известно, че линията на Карман е много относително понятие по отношение на надморската височина. Тъй като интересът му е аеродинамиката, той няма особена научна строгост. Въздухът просто става по-малко плътен и в крайна сметка има много по-ниско съпротивление и достига космическото пространство.
Линията на Карман се използва като концепция по отношение на надморската височина и си заслужава да се увеличи скоростта на движение с за да се получи аеродинамичен лифт или компенсация за тегленето на силата на гравитацията. Когато отидем на практика, виждаме, че всички тези съображения варират с увеличаването на радиуса на орбитата. Знаем, че колкото по-голям е радиусът на орбита, имаме по-малко гравитационно привличане. Спомняме си, че гравитационното привличане е силата, упражнявана от гравитацията върху обект в посока към земната повърхност. Известно е обаче, че има по-високо центробежно ускорение за същата линейна скорост.
От тях се извлича, че линията на Карман пренебрегва този ефект поради орбиталната скорост, така че да е достатъчно, за да може да се запази каквото и да е отношение независимо от плътността на атмосферата.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за линията Kármán и нейните характеристики.