Mach Sayısı Nedir ?

tarafından
31
Mach Sayısı Nedir ?

MACH SAYISI (MACH NUMBER) TANIMI
Ses Hızı : Yüksek hızda uçuşun incelenmesinde, atmosfer boyunca hareket eden küçük basınç dalgalarının hızı önemlidir. Bu basınç dalgaları, kaynaklarından başlayarak, her bir hava molekülünün
hızla titreştirilmesi ve bu titreşimi komşu moleküle aktarması sonucu yayılırlar. Küçük basınç dalgalarının yayılma hızı sadece hava sıcaklığına bağlıdır. Sıcaklık düştükçe yayılma hızı da düşer. Ses bir basınç
dalgasıdır ve işitilebilsin veya işitilemesin, atmosferde hareket eden tüm basınç dalgalarının hızı “ses hızı” olarak ifade edilir. Ses hızı 15 °C’de, saniyede 340 metredir ve şu formülle hesaplanır:

Mach sayısı hesaplama

a = Ses hızı, γ = Sabit sayı (hava için 1.4), R= Gaz sabiti, T= Mutlak sıcaklık γ ve R sabit olduklarından ses hızı sadece mutlak sıcaklığın karekökü ile orantılıdır. Örneğin 15 °C (288 K) için formülü uygulayalım.

ses hızı hesaplama

 

Mach Sayısı
Uçağın hızı arttıkça uçak ile yayılan basınç dalgalarının yarattığı etki arasındaki mesafe azalır. Uçak giderek bu dalgalara yetişir ve uçağın yolundan çekilmek için yeterli zamanı kalmayan dalgalar çok dar bir
açı ile yukarı çıkmaya (upwash) başlarlar. Yüksek hızlarda, uçağın çevresindeki hava akışı ile basınç dağılımlarında da değişim meydana gelir. Bu
değişim; kaldırma ve geri sürükleme kuvvetleri, manevra kabiliyeti, kontrol ve denge karakteristiklerini de etkiler.
Bu etkiler havanın sıkıştırılabilme, yani tek bir akım hattında yoğunluğun değişebilme, özelliğinden kaynaklanmaktadır. Uçak hızının, olası sıkıştırılabilme etkileriyle olan ilişkisinin mürettebat tarafından
bilinmesi hayati önem taşır. Uçağın TAS’ı ve uçulan bölgedeki ses hızı (lokal ses hızı) bilindiğinde bu, sıkıştırılabilmenin derecesi hakkında bir fikir verecektir. Aradaki bu bağlantı “Mach sayısı” olarak adlandırılır. Kısaca Mach sayısı bir “sıkıştırılabilme ölçüsü”dür, (örneğin M 0.5, lokal ses hızının yarısıdır).

Mach sayısı (M); gerçek hava hızının (V), lokal ses hızına (a) oranıdır ve M = V /a şeklinde ifade edilir.
Sabit IAS’da Tırmanışın Mach Sayısı Üzerindeki Etkisi :
İrtifa arttıkça sıcaklık düşeceğinden ses hızı da azalacaktır.
Sabit bir IAS’da irtifa arttıkça TAS da artacaktır.
Sabit bir IAS’da irtifa arttıkça, (V) nin artması ve (a) Mach sayısının artışına yol açacaktır. Pratik bir bakış açısıyla, sabit IAS ile tırmanma sırasında, uçak ile ilerleyen basınç dalgalarının etkisi arasındaki mesafe azalacak, ve bunun sonucunda uçak etrafındaki basınç ve akış paternleri değişecektir.

Standart Atmosfere göre, deniz seviyesinde 15 °C olan sıcaklık; 36.089 ft’te (11.000 m) –56.5 °C ‘ye kadar düşer ve daha sonraki irtifalarda sabit kalır. Aynı şekilde ses hızı da stratosfere kadar azalarak bu noktadan sonra sabit kalacaktır.
Sabit IAS ile tırmanış sırasında Mach sayısının arttığından bahsedilmişti. Bu tırmanış sırasında, uçulabilir maksimum Mach sayısını (MMO) istemeden geçmek olasıdır, (yüksek hız uçuşlarında, hız sınırlamaları [VMO ve MMO] konularına bundan sonraki bölümlerde değinilecektir).
MMO’yu istemeden geçmemek için belli bir irtifadan sonra pilotun sabit IAS yerine sabit Mach sayısı ile uçuşa devam etmesi gerekecektir. Bu değişikliğin olduğu irtifa dış hava sıcaklığına göre değişir. Dış hava sıcaklığı azaldıkça değişimin yapıldığı irtifa da azalacaktır.