Vienas iš klausimų, kuriuos mokslininkai ir paprasti žmonės visada sau uždavė, yra tai, ar tarp atmosferos ir kosmoso yra žirklinė riba. Yra žinoma, kad atmosfera tampa vis plonesnė, kai ji pasiekia aukštį nuo žemės paviršiaus tol, kol išnyksta. Tačiau yra atmosferos riba, kuri yra pagrindinė aviacijos reikmėms. Ši atmosferos riba yra žinoma kaip Kármán linija.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime viską, ką reikia žinoti Kármán linija ir jos charakteristikos ir jo svarba.
pagrindinės funkcijos
Yra žinoma, kad atmosfera nesibaigia staiga tam tikrame ir apibrėžtame aukštyje. Nustatyta, kad didėjant aukščiui atmosfera tampa vis plonesnė. Kai kuriems mokslininkams Žemės atmosfera baigiasi toje vietoje, kur tęsiasi tolimiausi žemės sluoksniai. Tai yra, šie atokiausi atmosferos sluoksniai Jie yra žinomi termosferos ir egzosferos pavadinimais. Jei ši koncepcija būtų tiesa, žemės atmosfera pasiektų apie 10.000 XNUMX kilometrų virš jūros lygio.
Didinant aukštį, oro tankis mažėja. Todėl tokiame aukštyje oro tankis toks mažas, kad jį jau galima laikyti kosmine erdve. Kitas reiklesnis atmosferos ribos apibrėžimas mano, kad ji baigiasi ten, kur atmosferos tankis tampa mažiausias. Tai žinoma, nes greitis, kurį orlaivis gali pasiekti, kad pasiektų aerodinaminį keltuvą per sparnus ir sraigtus, turi būti panašus į orbitos greitį tame pačiame aukštyje. Atlikus šiuos skaičiavimus, pagal šias priemones galima sužinoti sparnų aukštį ir jie nebegalioja laivui prižiūrėti. Todėl Čia atmosfera pasibaigtų ir prasidėtų kosminė erdvė.
Susidūrus su šiais susirūpinimais, atsirado Kármáno linija, siekiant išsiaiškinti, kokia yra riba tarp atmosferos ir kosmoso.
Kármán linija
„Kármán“ linija yra nustatyta kaip savavališkas apibrėžimas, pagrįstas aviacijos tipo sumetimais. Tai yra, galima sakyti, kad tai yra riba, kuri egzistuoja tarp atmosferos ir kosmoso aviacijos ir astronautikos tikslais. Nors iš esmės natūraliai Nėra ribos, bet ji išnyksta, kai jūs einate aukštyn, siekiant nustatyti Kármán liniją, yra įvairių aviacijos ir astronautikos interesų.
Kármán linijos apibrėžimą priėmė Tarptautinė aeronautikos federacija. Ši federacija yra atsakinga už visų tarptautinių standartų nustatymą ir aeronautikos bei astronautikos rekordų pripažinimą. Kármán linijos aukštis virš jūros lygio yra 100 kilometrų, bet 122 kilometrai naudojami norint turėti atskaitos tašką. Nuoroda iš erdvėlaivio grįžimo linijos.
Kármán linija ir atmosferos sluoksniai
Norint pateikti kontekste Kármáno linijos svarbą, žinoti jos padėtį likusių atmosferos sluoksnių atžvilgiu. Apibrėžėme, kad jo aukštis buvo apytiksliai 100 kilometrų virš jūros lygio. Šį aukštį įvedė Teodoras fon Kármanas, taigi ir jo pavadinimas. Jis buvo nustatytas apskaičiuojant aukštį, kuriame atmosferos tankis tampa toks mažas, kad orlaivio greitis norint pasiekti aviacijos kėlimą naudojant sparnus ir sraigtus, turi būti palyginamas su to paties aukščio orbitos greičiu.
Tai reiškia, kad pasiekus šį aukštį, kuriame nustatoma Kármán linija, sparnai nebegalios išlaikyti laivo, nes oro tankis yra labai mažas. Yra žinoma, kad lėktuvas gali išsilaikyti tik nuolat judėdamas oru. Dėl šios priežasties sparnai sukuria pakėlimą, atsižvelgiant į judėjimo ore greitį. Jei lėktuvas stovėtų ore, jis negalėtų išsilaikyti, nes tankis nėra pakankamas.
Kuo plonesnis oras, tuo greičiau lėktuvas turi skristi, kad sukurtų pakankamai keltuvo, kad nenukristų. Dėl to įdomu sužinoti sparno pakėlimo koeficientas lėktuvo tam tikru atakos kampu. Objektas orbitoje išlieka tik tol, kol jo pagreičio išcentrinio komponento pakanka gravitacijos jėgai kompensuoti. Mes žinome, kad gravitacija stumiama žemės paviršiaus kryptimi, todėl objektui reikia didesnio horizontalaus slinkimo greičio. Jei šis greitis sumažės, išcentrinis komponentas taip pat sumažės, o dėl gravitacijos jo aukštis sumažės, kol jis nukris.
Fizinės žinios
Pusiausvyrai reikalingas greitis vadinamas orbitos greičiu ir jis kinta priklausomai nuo orbitos aukščio. Kosminiam maršrutui Žemės orbitoje reikia maždaug 27.000 XNUMX kilometrų per valandą orbitos greičio. Jei lėktuvas bando skristi aukščiau, oras tampa ne toks tankus ir tai priverčia lėktuvą didinti greitį, kad ore atsirastų pakilimas.
Dėl šios priežasties žinoma, kad Kármán linija yra labai reliatyvi sąvoka aukščio atžvilgiu. Kadangi jo interesas yra aerodinamika, jis neturi didelio mokslinio griežtumo. Oras paprasčiausiai tampa mažiau tankus ir turi daug mažesnį pasipriešinimą ir pasiekia kosmosą.
"Kármán" linija naudojama kaip sąvoka, susijusi su aukščiu, todėl verta padidinti kelionės greitį naudojant norint gauti aerodinaminį pakilimą ar kompensaciją už traukos jėgą. Eidami į praktiką matome, kad didėjant orbitos spinduliui, visi šie svarstymai skiriasi. Mes žinome, kad kuo didesnis orbitos spindulys, tuo mažesnė gravitacinė trauka. Prisimename, kad gravitacinė trauka yra jėga, kurią gravitacija daro objektui žemės paviršiaus kryptimi. Tačiau taip pat yra žinoma, kad tam pačiam tiesiniam greičiui yra didesnis išcentrinis pagreitis.
Iš jų galima daryti išvadą, kad Kármán linija nepaiso šio efekto dėl orbitos greičio, todėl jo pakaktų išlaikyti bet kokį aukštį nepriklausomai nuo atmosferos tankio.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie „Kármán“ liniją ir jos ypatybes.