Jedno od pitanja koje su si znanstvenici i obični ljudi uvijek postavljali jest postoji li škarama granica između atmosfere i svemira. Poznato je da atmosfera postaje sve tanja i rjeđa kad doseže visine daleko od zemljine površine dok ne nestane. Međutim, postoji atmosferska granica koja je ključna za zrakoplovne svrhe. Ova atmosferska granica poznata je kao Linija Kármán.
U ovom ćemo vam članku reći sve što trebate znati o liniji Kármán i njenoj važnosti.
Glavne osobine
Poznato je da atmosfera ne prestaje naglo na određenoj i definiranoj nadmorskoj visini. Utvrđeno je da atmosfera postaje sve rjeđa kako se nadmorska visina povećava. Za neke znanstvenike zemaljska atmosfera završava u zoni u kojoj se protežu najudaljeniji slojevi zemlje. Odnosno, ti najudaljeniji slojevi atmosfere Poznati su pod imenom termosfera i egzosfera. Da je ovaj koncept istinit, dosegla bi zemaljska atmosfera oko 10.000 kilometara nadmorske visine.
Gustoća zraka smanjuje se kako povećavamo visinu. Stoga je kod ovog stava gustoća zraka toliko niska da se već može uzeti u obzir svemir. Druga zahtjevnija definicija granice atmosfere smatra da ona završava tamo gdje gustoća atmosfere postaje najmanja. To je poznato budući da brzina koju zrakoplov može postići za postizanje aerodinamičnog podizanja kroz krila i propelere mora biti usporediva s orbitalnom brzinom za istu istu visinu. Ovim proračunima visina krila može se znati na taj način i oni više ne vrijede za održavanje broda. Tako, Tu bi prestala atmosfera i započeo bi svemir.
Suočeni s tim zabrinutostima, pojavila se linija Kármán kako bi se otkrila koja je granica između atmosfere i svemira.
Kármánova linija
Kármánova linija uspostavljena je kao proizvoljna definicija koja se temelji na zrakoplovnim razmatranjima. Odnosno, može se reći da je to granica koja postoji između atmosfere i svemira za zrakoplovne i astronautičke svrhe. Iako u biti prirodno Nema ograničenja kao takvog, ali ono nestaje kako napredujete u visinu, postoje različiti zrakoplovni i astronautički interesi za uspostavljanje linije Kármán.
Definiciju linije Kármán prihvatila je Međunarodna zrakoplovna federacija. Ova federacija zadužena je za uspostavljanje svih međunarodnih standarda i priznavanje istih u aeronautici i astronautici. Nadmorska visina linije Kármán je reda veličine 100 kilometara, ali 122 kilometra koriste se za referencu. Referenca s linije za povratak svemirske letjelice.
Kármánova linija i slojevi atmosfere
Kako bi se stavio u kontekst značaj tamošnje linije Kármán, kako bi se znao njezin položaj u odnosu na ostatak slojeva atmosfere. Utvrdili smo da je njegova visina procijenjena na manje-više još uvijek 100 kilometara nadmorske visine. Ovu nadmorsku visinu nametnuo je Theodore von Kármán, odakle mu i ime. Utvrđeno je izračunavanjem visine na kojoj gustoća atmosfere postaje toliko niska da brzina zrakoplova za postizanje zrakoplovnog dizanja pomoću krila i propelera mora biti usporediva s orbitalnom brzinom iste te visine.
To znači da nakon postizanja ove visine na kojoj se uspostavlja linija Kármán, krila više ne bi vrijedila za održavanje broda jer je gustoća zraka vrlo mala. Poznato je da se avion održava samo ako se neprestano kreće zrakom. Zahvaljujući tome krila generiraju podizanje s obzirom na brzinu kretanja u zraku. Ako je zrakoplov stajao u zraku, nije mogao zadržati jer gustoća nije dovoljna.
Što je zrak tanji, to avion mora ići brže kako bi stvorio dovoljno dizanja da ne padne. Zbog toga je zanimljivo znati koeficijent dizanja krila zrakoplova za zadani napadni kut. Objekt ostaje u orbiti sve dok je centrifugalna komponenta njegovog ubrzanja dovoljna da može kompenzirati silu gravitacije. Znamo da je gravitacija potisnuta u smjeru zemljine površine, pa je objektu potrebna veća brzina vodoravnog pomicanja. Ako se ova brzina smanji, centrifugalna komponenta također će se smanjiti, a gravitacija će uzrokovati njezinu nadmorsku visinu dok ne padne.
Fizičko znanje
Brzina potrebna za ravnotežu naziva se orbitalna brzina i ona varira s visinom orbite. Za svemirski brod u Zemljinoj orbiti potrebna mu je orbitalna brzina oko 27.000 XNUMX kilometara na sat. U slučaju aviona koji pokušava letjeti više, zrak postaje manje gust i to prisiljava zrakoplov da poveća svoju brzinu kako bi stvorio podizanje u zraku.
Od nje je poznato da je linija Kármán nadmorska visina vrlo relativan pojam. Budući da ga zanima aerodinamika, nema veliku znanstvenu strogost. Zrak jednostavno postaje manje gust i na kraju ima puno manji otpor i doseže svemir.
Kármánova linija koristi se kao koncept koji se odnosi na nadmorsku visinu i čini vrijednim povećati brzinu putovanja kako bi se dobio aerodinamični lift ili kompenzacija povlačenja sile teže. Kad krenemo vježbati, vidimo da se sva ta razmatranja razlikuju kako se radijus orbite povećava. Znamo da što je veći radijus orbite imamo manji gravitacijski potez. Sjećamo se da je gravitacijsko privlačenje sila koja gravitacijom djeluje na objekt u smjeru zemljine površine. Međutim, također je poznato da postoji veće centrifugalno ubrzanje za istu linearnu brzinu.
Iz njih se zaključuje da Kármánova linija zanemaruje ovaj učinak zbog orbitalne brzine, tako da bi bilo dovoljno da se može održati bilo kakav stav bez obzira na gustoću atmosfere.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o liniji Kármán i njezinim karakteristikama.