Одне з питань, яке завжди задавали собі вчені та прості люди, - чи існує ножицевий кордон між атмосферою та космічним простором. Відомо, що атмосфера стає все тоншою і рідшою, коли досягає висот далеко від земної поверхні, поки не зникне. Однак існує атмосферна межа, яка є основною для аеронавігаційних цілей. Ця атмосферна межа відома як Лінія Кармана.
У цій статті ми розповімо вам все, що вам потрібно знати про лінію Кармана та її значення.
ключові особливості
Відомо, що атмосфера не різко закінчується на певній і визначеній висоті. Встановлено, що атмосфера з ростом висоти стає тоншою та рідшою. Для деяких вчених земна атмосфера закінчується там, де простягаються найвіддаленіші шари Землі. Тобто ці найвіддаленіші шари атмосфери Вони відомі під назвою термосфера та екзосфера. Якби ця концепція була вірною, земна атмосфера сягала б близько 10.000 XNUMX кілометрів над рівнем моря.
Щільність повітря зменшується, коли ми збільшуємо висоту. Тому при такому ставленні щільність повітря настільки низька, що космічний простір вже можна розглядати. Іншим більш вимогливим визначенням межі атмосфери вважається, що вона закінчується там, де щільність атмосфери стає найменшою. Це відомо, оскільки швидкість, яку може набути літак для досягнення аеродинамічного підйому через крила та гвинти, повинна бути порівнянна з орбітальною швидкістю для тієї ж висоти. За допомогою цих розрахунків висоту крил можна дізнатись за допомогою цих засобів, і вони більше не дійсні для обслуговування корабля. Таким чином, На цьому атмосфера закінчувалася б і починався космічний простір.
Зіткнувшись з цими занепокоєннями, з’явилася лінія Кармана, щоб з’ясувати, яка межа між атмосферою та космічним простором.
Лінія Кармана
Лінія Кармана встановлена як довільне визначення, засноване на міркуваннях авіаційного типу. Тобто можна сказати, що це межа, яка існує між атмосферою та космічним простором для авіаційних та астронавтичних цілей. Хоча по суті закономірно Обмеження як такого немає, але воно зникає у міру просування у висоту, існують різні авіаційні та астронавтичні інтереси для встановлення лінії Кармана.
Визначення лінії Кармана було прийнято Міжнародною аеронавігаційною федерацією. Ця федерація відповідає за встановлення всіх міжнародних стандартів та визнання ними записів з аеронавтики та космонавтики. Висота лінії Кармана становить близько 100 кілометрів, але 122 кілометри використовуються для довідки. Посилання з лінії повернення космічного корабля.
Лінія Кармана та шари атмосфери
Для того, щоб поставити в контекст значення лінії Кармана там, знайте її положення щодо решти шарів атмосфери. Ми визначили, що його висота, за оцінками, була більш-менш усе ще 100 кілометрів над рівнем моря. Цю висоту встановив Теодор фон Карман, звідси і його назва. Це було встановлено шляхом обчислення висоти, на якій щільність атмосфери стає настільки низькою, що швидкість літака для досягнення аеронавігаційного підйому за допомогою крил і гвинтів повинна бути порівнянна з орбітальною швидкістю цієї ж висоти.
Це означає, що після досягнення цієї висоти, на якій встановлюється лінія Кармана, крила перестали бути придатними для утримання корабля, оскільки щільність повітря дуже мала. Відомо, що літак підтримує себе, лише якщо він постійно рухається в повітрі. Саме завдяки цьому крила створюють підйом, враховуючи швидкість руху в повітрі. Якби літак стояв у повітрі, він не міг би утриматися, оскільки щільність недостатня.
Чим рідше повітря, тим швидше повинен пройти літак, щоб створити достатньо підйомної сили, щоб уникнути падіння. Це робить цікавим знання коефіцієнта підйому крила літака для даного кута атаки. Об'єкт залишається на орбіті лише до тих пір, поки відцентрової складової його прискорення достатньо, щоб мати можливість компенсувати силу тяжіння. Ми знаємо, що сила тяжіння штовхалася у напрямку земної поверхні, тому об’єкту потрібна вища швидкість горизонтальної прокрутки. Якщо ця швидкість зменшиться, відцентрова складова також зменшиться, і сила тяжіння змусить її висоту зменшуватися, доки вона не впаде.
Фізичні знання
Швидкість, необхідна для рівноваги, називається орбітальною швидкістю, і вона змінюється залежно від висоти орбіти. Для космічного човника на орбіті Землі йому потрібна орбітальна швидкість близько 27.000 кілометрів на годину. У випадку з літаком, який намагається літати вище, повітря стає менш щільним, і це змушує літак збільшувати швидкість для створення підйому в повітрі.
Від неї відомо, що лінія Кармана є дуже відносним поняттям з точки зору висоти. Оскільки його інтерес полягає в аеродинаміці, він не має надто наукової строгості. Повітря просто стає менш щільним і в кінцевому підсумку має набагато менший опір і досягає космічного простору.
Лінія Кармана використовується як поняття, пов’язане з висотою, і робить доцільним збільшення швидкості руху з з метою отримання аеродинамічного підйому або компенсації тяги сили тяжіння. Коли ми переходимо до практики, ми бачимо, що всі ці міркування змінюються зі збільшенням радіуса орбіти. Ми знаємо, що чим більший радіус орбіти, тим менше гравітаційне тяжіння у нас. Ми пам’ятаємо, що гравітаційне тяжіння - це сила, що діє силою тяжіння на об’єкт у напрямку до земної поверхні. Однак також відомо, що існує більш високе відцентрове прискорення для тієї ж лінійної швидкості.
З них витягується, що лінія Кармана нехтує цим ефектом через орбітальну швидкість, так що було б достатньо, щоб мати можливість зберігати будь-яке ставлення незалежно від щільності атмосфери.
Я сподіваюся, що за допомогою цієї інформації ви зможете дізнатись більше про лінію Кармана та її характеристики.