Một trong những câu hỏi mà các nhà khoa học và những người bình thường luôn tự đặt ra là liệu có một đường biên dạng cắt kéo giữa bầu khí quyển và không gian bên ngoài hay không. Người ta biết rằng bầu khí quyển ngày càng mỏng hơn khi nó đạt đến độ cao xa bề mặt trái đất cho đến khi nó biến mất. Tuy nhiên, có một giới hạn khí quyển cơ bản cho các mục đích hàng không. Giới hạn khí quyển này được gọi là Dòng Kármán.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về dòng Kármán và tầm quan trọng của nó.
Các tính năng chính
Được biết, bầu khí quyển không kết thúc đột ngột ở một độ cao nhất định và xác định. Người ta nhận thấy rằng bầu khí quyển ngày càng mỏng hơn khi độ cao tăng lên. Đối với một số nhà khoa học, bầu khí quyển của Trái đất kết thúc ở khu vực mà các lớp ngoài cùng của trái đất mở rộng. Đó là, những lớp ngoài cùng của khí quyển Chúng được biết đến với tên gọi là nhiệt khí quyển và ngoại quyển. Nếu khái niệm này là đúng, bầu khí quyển của trái đất sẽ đạt tới khoảng 10.000 km trên mực nước biển.
Mật độ của không khí giảm khi chúng ta tăng độ cao. Do đó, ở thái độ này, mật độ của không khí thấp đến mức có thể coi là không gian bên ngoài. Một định nghĩa khác khắt khe hơn về ranh giới của bầu khí quyển cho rằng nó kết thúc ở nơi mật độ của khí quyển trở nên thấp nhất. Điều này được biết đến vì tốc độ mà máy bay có thể đạt được để đạt được lực nâng khí động học qua cánh và cánh quạt phải tương đương với tốc độ quỹ đạo cho cùng độ cao đó. Với những tính toán này, các phương tiện này có thể biết được độ cao của các cánh và chúng không còn giá trị để duy trì con tàu. Vì vậy, Đây là nơi bầu khí quyển kết thúc và không gian bên ngoài sẽ bắt đầu.
Đối mặt với những lo ngại này, đường Kármán đã xuất hiện để tìm ra giới hạn giữa bầu khí quyển và không gian bên ngoài.
Dòng Kármán
Đường Kármán được thiết lập như một định nghĩa tùy ý dựa trên những cân nhắc về kiểu hàng không. Đó là, có thể nói đó là giới hạn tồn tại giữa bầu khí quyển và không gian vũ trụ cho các mục đích hàng không và du hành vũ trụ. Mặc dù về cơ bản là tự nhiên Không có giới hạn như vậy nhưng nó sẽ biến mất khi bạn tăng chiều cao, có nhiều lợi ích hàng không và du hành vũ trụ khác nhau để thiết lập tuyến Kármán.
Định nghĩa của đường Kármán đã được Liên đoàn Hàng không Quốc tế chấp nhận. Liên đoàn này chịu trách nhiệm thiết lập tất cả các tiêu chuẩn quốc tế và công nhận chúng là các kỷ lục trong hàng không và du hành vũ trụ. Độ cao của dòng Kármán là 100 km, nhưng 122 km được sử dụng để tham khảo. Tham khảo từ dòng tàu vũ trụ.
Đường Kármán và các lớp của khí quyển
Để đặt vào bối cảnh tầm quan trọng của dòng Kármán ở đó, để biết vị trí của nó đối với phần còn lại của các lớp khí quyển. Chúng tôi đã xác định rằng độ cao của nó được ước tính là hơn hoặc ít hơn 100 km so với mực nước biển. Độ cao này do Theodore von Kármán áp đặt, do đó tên của nó. Nó được thiết lập bằng cách tính toán độ cao mà tại đó mật độ của khí quyển trở nên thấp đến mức tốc độ của máy bay đạt được lực nâng hàng không sử dụng cánh và chân vịt phải tương đương với tốc độ quỹ đạo của cùng độ cao này.
Điều này có nghĩa là khi đạt đến độ cao này, nơi dòng Kármán được thiết lập, đôi cánh sẽ không còn giá trị để duy trì con tàu vì mật độ của không khí rất nhỏ. Một chiếc máy bay chỉ được biết là có khả năng tự duy trì nếu nó liên tục di chuyển trong không khí. Đó là nhờ vào đó mà các cánh tạo ra lực nâng với tốc độ di chuyển trong không khí. Nếu máy bay đứng yên trong không khí, nó không thể giữ được vì mật độ không đủ.
Không khí càng loãng, máy bay phải bay càng nhanh để tạo đủ lực nâng để tránh rơi. Điều này rất thú vị khi biết hệ số nâng của cánh máy bay đối với một góc tấn nhất định. Một vật thể chỉ ở trên quỹ đạo chừng nào thành phần ly tâm của gia tốc của nó đủ để có thể bù lại lực hấp dẫn. Chúng ta biết rằng lực hấp dẫn đã đẩy theo hướng của bề mặt trái đất, vì vậy đối tượng cần tốc độ cuộn ngang cao hơn. Nếu tốc độ này giảm, thành phần ly tâm cũng sẽ giảm và trọng lực sẽ làm cho độ cao của nó giảm cho đến khi rơi xuống.
Kiến thức vật lý
Tốc độ cần thiết cho trạng thái cân bằng được gọi là vận tốc quỹ đạo và nó thay đổi theo độ cao của quỹ đạo. Đối với một tàu con thoi trong quỹ đạo Trái đất, nó cần tốc độ quỹ đạo khoảng 27.000 km một giờ. Trong trường hợp máy bay đang cố gắng bay cao hơn, không khí trở nên ít đặc hơn và điều này buộc máy bay phải tăng tốc độ để tạo lực nâng trong không khí.
Từ cô ấy, người ta biết rằng đường Kármán là một khái niệm rất tương đối về độ cao. Vì mối quan tâm của nó là khí động học nên nó không có quá nhiều sự khắt khe về mặt khoa học. Không khí chỉ đơn giản là trở nên ít đặc hơn và cuối cùng có sức cản thấp hơn nhiều và vươn ra ngoài không gian.
Đường Kármán được sử dụng như một khái niệm liên quan đến độ cao và làm cho việc tăng tốc độ di chuyển với để có được lực nâng khí động học hoặc bù lại lực kéo của trọng lực. Khi đi thực tế, chúng ta thấy rằng tất cả những cân nhắc này thay đổi khi bán kính quỹ đạo tăng lên. Chúng ta biết rằng bán kính quỹ đạo càng lớn thì lực hấp dẫn càng nhỏ. Chúng ta nhớ rằng lực hấp dẫn là lực mà trọng lực tác dụng lên một vật theo hướng của bề mặt trái đất. Tuy nhiên, người ta cũng biết rằng có gia tốc ly tâm cao hơn cho cùng một tốc độ tuyến tính.
Từ chúng, người ta rút ra rằng dòng Kármán bỏ qua hiệu ứng này do tốc độ quỹ đạo, vì vậy nó đủ để có thể duy trì bất kỳ thái độ nào bất kể mật độ của khí quyển.
Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể hiểu thêm về dòng Kármán và đặc điểm của nó.