Az egyik kérdés, amelyet a tudósok és a hétköznapi emberek mindig feltettek maguknak, hogy van-e ollóhatár a légkör és a világűr között. Ismeretes, hogy a légkör egyre vékonyodik, amikor a föld felszínétől messze magasodik, amíg el nem tűnik. Van azonban egy légköri határ, amely alapvető a repülési célokra. Ez a légköri határ néven ismert Kármán vonal.
Ebben a cikkben elmondunk mindent, amit tudnia kell a Kármán-vonalról és annak fontosságáról.
Főbb jellemzők
Ismeretes, hogy a légkör nem ér véget hirtelen egy meghatározott és meghatározott magasságban. Megállapították, hogy a légkör a magasság növekedésével egyre ritkább. Egyes tudósok számára a Föld légköre azon a helyen ér véget, ahol a föld legkülső rétege kiterjed. Vagyis ezek a légkör legkülső rétegei Termoszféra és exoszféra néven ismerik őket. Ha ez a koncepció igaz lenne, eljutna a föld légköre körülbelül 10.000 XNUMX kilométerrel a tengerszint felett.
A magasság növelésével csökken a levegő sűrűsége. Ezért ebben a attitűdben a levegő sűrűsége olyan alacsony, hogy a világűr már figyelembe vehető. A légkör határának egy másik igényesebb meghatározása szerint ott ér véget, ahol a légkör sűrűsége a legkisebb lesz. Ez ismert, mivel annak a sebességnek, amelyet a repülőgép el tud érni az aerodinamikai emelés eléréséhez a szárnyak és a légcsavarok segítségével, összehasonlítani kell az azonos magasságú pálya sebességével. Ezekkel a számításokkal a magasság ilyen módon megismerhető a szárnyak számára, és ezek már nem érvényesek a hajó karbantartására. Így, itt véget érne a légkör és megkezdődne a világűr.
Ezekkel az aggodalmakkal szembesülve megjelent a Kármán-vonal, hogy megtudja, mi a határ a légkör és a világűr között.
Kármán-vonal
A Kármán-vonal önkényes meghatározásként jön létre, repülési szempontok alapján. Más szavakkal elmondható, hogy ez a határ a légkör és a világűr között repülési és űrhajózási célokra. Bár lényegében természetesen Nincs korlát, mint olyan, de eltűnik, ahogy halad előre, különféle repülési és űrhajózási érdekek fűződnek a Kármán-vonal megalapításához.
A Kármán-vonal meghatározását a Nemzetközi Repüléstechnikai Szövetség elfogadta. Ez a szövetség felel az összes nemzetközi szabvány megállapításáért és azok elismeréséért a repülésben és az űrhajózásban. A Kármán-vonal magassága 100 kilométer nagyságrendű, de a 122 kilométert szokták használni. A hivatkozás az űrhajó visszatérő vonaláról.
Kármán-vonal és a légkör rétegei
Képes kontextusba helyezni az ottani Kármán-vonal fontosságát, megismerni annak helyzetét a légkör többi rétege tekintetében. Meghatároztuk, hogy a magasságát becslések szerint többé-kevésbé még mindig 100 kilométerrel a tengerszint felett lehet. Ezt a magasságot Theodore von Kármán szabta meg, innen ered a neve. Megállapították annak a magasságnak a kiszámításával, amelynél a légköri sűrűség olyan alacsony lesz, hogy a repülőgép sebességének ahhoz, hogy a szárnyak és a légcsavarok segítségével légi emelést lehessen elérni, összehasonlítani kell az azonos magasságú pálya sebességével.
Ez azt jelenti, hogy ennek a magasságnak az elérésekor, amelyen a Kármán-vonal felépül, a szárnyak már nem lennének érvényesek a hajó karbantartására, mivel a levegő sűrűsége nagyon kicsi. Egy repülőgépről csak akkor lehet tudni, hogy fenntartja önmagát, ha folyamatosan mozog a levegőben. Ennek köszönhető, hogy a szárnyak emelést generálnak, tekintettel a levegő mozgásának sebességére. Ha a repülőgép a levegőben állt, akkor nem tudta tartani, mivel a sűrűség nem elegendő.
Minél vékonyabb a levegő, annál gyorsabban kell haladnia a repülőgépnek ahhoz, hogy elegendő emelést generáljon az esés elkerülése érdekében. Ez érdekessé teszi a repülőgép szárnyának emelési együtthatójának megismerését egy adott támadási szög esetén. Egy tárgy csak addig marad a pályán, amíg a gyorsulás centrifugális komponense elegendő ahhoz, hogy kompenzálni tudja a gravitációs erőt. Tudjuk, hogy a gravitáció a földfelszín irányába tolódott, így az objektumnak nagyobb vízszintes görgetési sebességre van szüksége. Ha ez a sebesség csökken, akkor a centrifugális alkatrész is csökken, és a gravitáció miatt a magassága csökken, amíg le nem esik.
Fizikai ismeretek
Az egyensúlyhoz szükséges sebességet orbitális sebességnek nevezzük, és ez a pálya magasságától függ. A Föld körüli űrrepülőgéphez kb. 27.000 XNUMX kilométer per órás keringési sebességre van szüksége. Olyan repülőgép esetében, amely megpróbál magasabbra repülni, a levegő kevésbé sűrűvé válik, és ez arra kényszeríti a repülőgépet, hogy növelje sebességét, hogy emelést hozzon létre a levegőben.
Tőle ismert, hogy a Kármán-vonal a magasság szempontjából nagyon relatív fogalom. Mivel érdeklődése az aerodinamika, nem sok tudományos szigorúsággal rendelkezik. A levegő egyszerűen kevésbé sűrűvé válik, és végül sokkal kisebb ellenállással bír, és eljut a világűrbe.
A Kármán vonalat a magassághoz viszonyítva fogalomként használják, és érdemes megnövelni az utazási sebességet a aerodinamikai emelés vagy kompenzáció elérése érdekében a gravitációs erő húzása. Amikor elmegyünk gyakorolni, azt látjuk, hogy ezek a szempontok a pálya sugarának növekedésével változnak. Tudjuk, hogy minél nagyobb a pálya sugara, akkor kisebb a gravitációs húzás. Emlékszünk arra, hogy a gravitációs húzás az az erő, amelyet a gravitáció gyakorol egy tárgyra a föld felszíne irányában. Az is ismert azonban, hogy ugyanazon lineáris sebességnél nagyobb a centrifugális gyorsulás.
Belőlük vonják ki, hogy a Kármán-vonal ezt a hatást a pálya sebessége miatt elhanyagolja, így elegendő lenne ahhoz, hogy a légkör sűrűségétől függetlenül képes legyen bármilyen attitűd fenntartására.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat a Kármán vonalról és annak jellemzőiről.