Una dintre întrebările pe care oamenii de știință și oamenii obișnuiți și-au pus-o întotdeauna este dacă există o frontieră foarfecă între atmosferă și spațiul cosmic. Se știe că atmosfera devine din ce în ce mai subțire pe măsură ce atinge înălțimi departe de suprafața pământului până când dispare. Cu toate acestea, există o limită atmosferică care este fundamentală în scopuri aeronautice. Această limită atmosferică este cunoscută sub numele de Linia Kármán.
În acest articol vă vom spune tot ce trebuie să știți despre linia Kármán și importanța acesteia.
caracteristici cheie
Se știe că atmosfera nu se termină brusc la o altitudine anume și definită. S-a constatat că atmosfera devine din ce în ce mai subțire pe măsură ce altitudinea crește. Pentru unii oameni de știință, atmosfera Pământului se termină în zona în care se extind straturile exterioare ale pământului. Adică, aceste straturi exterioare ale atmosferei Sunt cunoscute sub numele de termosferă și exosferă. Dacă acest concept ar fi adevărat, atmosfera pământului ar ajunge la aproximativ 10.000 de kilometri deasupra nivelului mării.
Densitatea aerului scade pe măsură ce creștem înălțimea. Prin urmare, la această atitudine densitatea aerului este atât de mică încât spațiul cosmic poate fi deja luat în considerare. O altă definiție mai solicitantă a limitei atmosferei consideră că aceasta se termină acolo unde densitatea atmosferei devine mai mică. Acest lucru se știe, deoarece viteza pe care o aeronavă o poate dobândi pentru a realiza ridicarea aerodinamică prin aripi și elice trebuie să fie comparabilă cu viteza orbitală pentru aceeași înălțime. Cu aceste calcule, înălțimea poate fi cunoscută prin aceste mijloace pentru aripi și nu mai sunt valabile pentru întreținerea navei. Prin urmare, Aici s-ar termina atmosfera și ar începe spațiul cosmic.
Confruntat cu aceste preocupări, linia Kármán a apărut pentru a afla care este limita dintre atmosferă și spațiul cosmic.
Linia Kármán
Linia Kármán este stabilită ca o definiție arbitrară bazată pe considerații aeronautice. Adică, se poate spune că este limita care există între atmosferă și spațiul cosmic în scopuri aeronautice și astronautice. Deși în mod substanțial natural Nu există nicio limită ca atare, dar dispare odată cu înaintarea în înălțime, există diverse interese aeronautice și astronautice pentru a stabili linia Kármán.
Definiția liniei Kármán a fost acceptată de Federația Aeronautică Internațională. Această federație are sarcina de a stabili toate standardele internaționale și de a le recunoaște înregistrările în aeronautică și astronautică. Altitudinea liniei Kármán este de ordinul a 100 de kilometri, dar cei 122 de kilometri sunt folosiți pentru a avea o referință. Referința din linia de reintrare a navei spațiale.
Linia Kármán și straturile atmosferei
Pentru a pune în context importanța liniei Kármán acolo, să îi cunoaștem poziția față de restul straturilor atmosferei. Am definit că înălțimea sa a fost estimată la mai mult sau mai puțin încă 100 de kilometri deasupra nivelului mării. Această altitudine a fost impusă de Theodore von Kármán, de aici și numele său. A fost stabilită prin calcularea înălțimii la care densitatea atmosferei devine atât de mică încât viteza unei aeronave pentru a realiza ridicarea aeronautică folosind aripi și elice trebuie să fie comparabilă cu viteza orbitală a aceleiași înălțimi.
Aceasta înseamnă că la atingerea acestei înălțimi la care este stabilită linia Kármán, aripile nu ar mai fi valabile pentru menținerea navei, deoarece densitatea aerului este foarte mică. Se știe că un avion se întreține doar dacă se mișcă constant în aer. Datorită acestui fapt, aripile generează ridicare, având în vedere viteza de mișcare în aer. Dacă avionul era staționar în aer, nu ar putea rezista, deoarece densitatea nu este suficientă.
Cu cât aerul este mai subțire, cu atât avionul trebuie să meargă mai repede pentru a genera suficientă ridicare pentru a evita căderea. Acest lucru face interesant să se cunoască coeficientul de ridicare al unei aripi de aeronavă pentru un anumit unghi de atac. Un obiect rămâne doar pe orbită atâta timp cât componenta centrifugă a accelerației sale este suficientă pentru a putea compensa forța de greutate. Știm că gravitația a împins în direcția suprafeței pământului, deci obiectul are nevoie de o viteză de defilare orizontală mai mare. Dacă această viteză scade, componenta centrifugă va scădea, de asemenea, iar gravitația va face ca altitudinea să scadă până când cade.
Cunoștințe fizice
Viteza necesară pentru echilibru se numește viteza orbitală și variază în funcție de înălțimea orbitei. Pentru o navetă spațială pe orbita Pământului are nevoie de o viteză orbitală de aproximativ 27.000 de kilometri pe oră. În cazul unui avion care încearcă să zboare mai sus, aerul devine mai puțin dens și acest lucru forțează avionul să-și mărească viteza pentru a crea ridicare în aer.
De la ea se știe că linia Kármán este un concept foarte relativ în ceea ce privește altitudinea. Deoarece interesul său este aerodinamica, nu are o rigoare științifică prea mare. Aerul devine pur și simplu mai puțin dens și ajunge să aibă o rezistență mult mai mică și să ajungă în spațiul cosmic.
Linia Kármán este utilizată ca un concept legat de altitudine și merită să măriți viteza de deplasare cu în vederea obținerii unei ridicări aerodinamice sau a unei compensări pentru tragerea forței de greutate. Când mergem la practică, vedem că toate aceste considerații variază pe măsură ce raza orbitei crește. Știm că cu cât raza unei orbite este mai mare, avem o atracție gravitațională mai mică. Ne amintim că atracția gravitațională este forța exercitată de gravitație asupra unui obiect în direcția suprafeței pământului. Cu toate acestea, se știe, de asemenea, că există o accelerație centrifugă mai mare pentru aceeași viteză liniară.
Din acestea se extrage faptul că linia Kármán neglijează acest efect datorită vitezei orbitale, astfel încât ar fi suficient pentru a putea menține orice atitudine indiferent de densitatea atmosferei.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre linia Kármán și caracteristicile sale.