Ein af þeim spurningum sem vísindamenn og venjulegt fólk hefur alltaf spurt sig er hvort skæri séu á milli lofthjúpsins og geimsins. Vitað er að andrúmsloftið verður þynnra og þynnra eftir því sem það nær hæðum langt frá yfirborði jarðar þar til það hverfur. Hins vegar eru lofthjúpstakmörk sem eru grundvallaratriði í loftfarslegum tilgangi. Þessi andrúmsloftstakmörkun er þekkt sem Kármán lína.
Í þessari grein ætlum við að segja þér allt sem þú þarft að vita um Kármán línuna og mikilvægi hennar.
helstu eiginleikar
Vitað er að andrúmsloftið endar ekki skyndilega í ákveðinni og skilgreindri hæð. Komið hefur í ljós að andrúmsloftið verður þynnra og þynnra eftir því sem hæðin eykst. Hjá sumum vísindamönnum endar andrúmsloft jarðar á því svæði þar sem ystu lög jarðar teygja sig. Það er að segja þessi ystu lög lofthjúpsins Þeir eru þekktir undir nafni hitahvolfs og úthvolfs. Ef þetta hugtak væri satt myndi andrúmsloft jarðar ná um 10.000 kílómetrum yfir sjávarmáli.
Þéttleiki loftsins minnkar þegar við aukum hæðina. Þess vegna er þéttleiki loftsins við þetta viðhorf svo lítill að þegar er hægt að líta á geiminn. Önnur krefjandi skilgreining á mörkum lofthjúpsins telur að hún endi þar sem þéttleiki lofthjúpsins verði lægstur. Þetta er þekkt þar sem hraðinn sem flugvél getur öðlast til að ná loftaflfræðilegri lyftingu í gegnum vængi og skrúfur verður að vera sambærilegur hringbrautarhraða í sömu hæð. Með þessum útreikningum er hægt að þekkja hæðina með þessum hætti fyrir vængina og þeir eru ekki lengur í gildi til að viðhalda skipinu. Þannig, Þetta er þar sem andrúmsloftið myndi enda og geimurinn myndi byrja.
Andspænis þessum áhyggjum hefur Kármán línan komið fram til að komast að því hver mörkin eru milli lofthjúpsins og geimsins.
Kármán Line
Kármán línan er stofnuð sem handahófskennd skilgreining byggð á flugsjónarmiðum. Það er, það má segja að það séu mörkin sem eru milli lofthjúpsins og geimsins í flug- og geimskyni. Þó efnislega eðlilega Það eru engin takmörk sem slík en þau hverfa þegar þú ferð á hæð, það eru ýmsir flug- og geimferðahagsmunir að koma á Kármán línunni.
Alþjóðaflugmálasambandið hefur samþykkt skilgreininguna á Kármán línunni. Þessi samtök sjá um að koma á fót öllum alþjóðlegum stöðlum og viðurkenna þær færslur í flug- og geimfræði. Hæð Kármánlínunnar er af stærðargráðunni 100 kílómetrar, en 122 kílómetrarnir eru notaðir til að hafa tilvísun. Tilvísunin frá endurflugslínu geimfars.
Kármán lína og lög lofthjúpsins
Til þess að setja í samhengi mikilvægi Kármánlínunnar þar, að þekkja stöðu hennar gagnvart restinni af lofthjúpnum. Við höfum skilgreint að hæð þess hafi verið áætluð nokkurn veginn enn 100 kílómetrum yfir sjávarmáli. Þessa hæð var sett af Theodore von Kármán, þess vegna heitir það. Það var stofnað með því að reikna hæðina þar sem þéttleiki lofthjúpsins verður svo lágur að hraði flugvélar til að ná loftlyftu með vængjum og skrúfum verður að vera sambærilegur hringbrautarhraða þessarar sömu hæðar.
Þetta þýðir að þegar komið er að þessari hæð þar sem Kármán línan er stofnuð, vængirnir væru ekki lengur gildir til að viðhalda skipinu þar sem þéttleiki loftsins er mjög lítill. Flugvél er aðeins þekkt fyrir að viðhalda sjálfri sér ef hún hreyfist stöðugt í loftinu. Það er þökk fyrir þetta að vængirnir mynda lyftingu miðað við hreyfihraðann í loftinu. Ef vélin var kyrrstæð í loftinu gat hún ekki haldið þar sem þéttleiki er ekki nægur.
Því þynnra sem loftið er, því hraðar þarf flugvélin að fara til að mynda nægilega lyftu til að koma í veg fyrir fall. Þetta gerir það áhugavert að vita lyftistuðul flugvélarvængsins fyrir tiltekið sjónarhorn. Hlutur helst aðeins á braut svo framarlega sem miðflóttaþáttur hröðunar hans nægir til að geta bætt þyngdaraflið. Við vitum að þyngdarafl ýttist í átt að yfirborði jarðar, svo hluturinn þarf hærri láréttan flettihraða. Ef þessi hraði minnkar mun miðflóttaþátturinn einnig minnka og þyngdarafl mun láta hæð hans minnka þar til hann fellur.
Líkamleg þekking
Hraðinn sem þarf til jafnvægis er kallaður brautarhraði og hann er breytilegur eftir hæð brautarinnar. Fyrir geimskutlu á braut um jörðina þarf hringbrautarhraða um 27.000 kílómetra á klukkustund. Ef um er að ræða flugvél sem er að reyna að fljúga hærra verður loftið minna þétt og þetta neyðir flugvélina til að auka hraðann til að skapa lyftu í loftinu.
Frá henni er vitað að Kármán línan er mjög afstætt hugtak hvað hæð varðar. Þar sem áhugi þess er lofthreyfing hefur það ekki of mikla vísindalega strangleika. Loftið verður einfaldlega minna þétt og endar með því að hafa mun lægri viðnám og ná til geimsins.
Kármán línan er notuð sem hugtak sem tengist hæð og gerir það þess virði að auka ferðahraðann með í því skyni að fá loftaflfræðilega lyftu eða bætur fyrir tog þyngdaraflsins. Þegar við förum á æfingu sjáum við að allar þessar skoðanir eru mismunandi eftir því sem geisli brautarinnar eykst. Við vitum að því meiri radíus brautar sem við höfum minni þyngdartog. Við munum að þyngdartogið er sá kraftur sem þyngdaraflið beitir á hlut í átt að yfirborði jarðar. Hins vegar er einnig vitað að það er meiri miðflótta hröðun fyrir sama línulega hraða.
Úr þeim er dregið út að Kármán línan vanrækir þessi áhrif vegna hringhraða svo að það væri nóg til að geta viðhaldið hvaða viðhorfi sem er án tillits til þéttleika lofthjúpsins.
Ég vona að með þessum upplýsingum geti þú lært meira um Kármán línuna og einkenni hennar.