Üks küsimustest, mille teadlased ja tavalised inimesed on endale alati esitanud, on see, kas atmosfääri ja avakosmose vahel on käärpiir. On teada, et atmosfäär muutub järjest õhemaks, kui see jõuab maapinnast kaugele, kuni see kaob. Siiski on atmosfääripiir, mis on lennunduseesmärkidel põhiline. See atmosfääripiir on tuntud kui Kármáni liin.
Selles artiklis räägime teile kõigest, mida peate teadma Kármáni liin ja selle omadused ja selle tähtsust.
põhijooned
On teada, et atmosfäär ei lõpe teatud ja määratletud kõrgusel järsult. On leitud, et atmosfäär muutub õhukeseks, kuna kõrgus suureneb. Mõne teadlase jaoks lõpeb Maa atmosfäär piirkonnas, kus ulatuvad maakera välimised kihid. See tähendab, et need atmosfääri äärmised kihid Neid tuntakse termosfääri ja eksosfääri nime all. Kui see kontseptsioon oleks tõsi, jõuaks maa atmosfäär umbes 10.000 XNUMX kilomeetrit üle merepinna.
Õhu tihedus väheneb kõrguse suurendamisel. Seetõttu on sellel kõrgusel õhu tihedus nii madal, et seda võib juba pidada kosmoseks. Teine nõudlikum atmosfääri piiri määratlus näeb, et see lõpeb seal, kus atmosfääri tihedus muutub kõige madalamaks. See on teada, kuna kiirus, mida õhusõiduk suudab saavutada tiibade ja propellerite kaudu aerodünaamilise tõstejõu saavutamiseks, peab olema võrreldav orbiidi kiirusega samal kõrgusel. Nende arvutustega saab nende vahenditega tiibade kõrguse teada ja need ei kehti enam laeva hooldamiseks. Seetõttu Siin atmosfäär lõppeks ja kosmos algaks.
Nende muredega silmitsi olles on tekkinud Kármáni liin, et välja selgitada, milline on piir atmosfääri ja avakosmose vahel.
Kármán Line
Kármáni liin on loodud meelevaldse määratlusena, mis põhineb lennundustüübi kaalutlustel. See tähendab, et võib öelda, et see on piir, mis eksisteerib atmosfääri ja maailmaruumi vahel lennunduse ja astronautika eesmärkidel. Ehkki sisuliselt loomulikult Piiri kui sellist pole, kuid see kaob, kui jõuate kõrgusesse, on Kármáni liini loomiseks mitmesugused lennundus- ja astronautikahuvid.
Rahvusvaheline Lennundusliit on aktsepteerinud Kármáni joone määratlust. See föderatsioon vastutab kõigi rahvusvaheliste standardite kehtestamise ning lennunduse ja astronautika rekordite tunnustamise eest. Kármáni liini kõrgus on 100 kilomeetrit, kuid 122 kilomeetri kohta on viidet. Viide kosmoseaparaadi taassisenemisliinilt.
Kármáni joon ja atmosfääri kihid
Selleks, et asetada konteksti sealse Kármáni liini tähtsus, teada selle positsiooni ülejäänud atmosfääri kihtide suhtes. Oleme määratlenud, et selle kõrguseks hinnati enam-vähem ikka 100 kilomeetrit merepinnast. Selle kõrguse kehtestas Theodore von Kármán, sellest ka selle nimi. See saadi kindlaks arvutades kõrguse, mille korral atmosfääri tihedus muutub nii madalaks, et lennuki kiirus tiibade ja sõukruvide abil lennunduse tõstmiseks peab olema võrreldav sama kõrguse orbiidi kiirusega.
See tähendab, et selle kõrguse saavutamisel, kuhu Kármáni liin on rajatud, tiivad ei kehti enam laeva hooldamiseks, kuna õhu tihedus on väga väike. Teatavasti suudab lennuk end ülal pidada vaid siis, kui ta pidevalt õhus liigub. Tänu sellele tekitavad tiivad õhus liikumiskiirust arvestades tõstejõudu. Kui lennuk seisaks õhus, ei suudaks see end säilitada, kuna tihedus pole piisav.
Mida õhem õhk, seda kiiremini peab lennuk liikuma, et tekitada piisavalt tõstejõudu, et mitte kukkuda. See muudab huvitavaks teada tiiva tõste koefitsient lennukist antud rünnakunurga jaoks. Objekt püsib orbiidil ainult seni, kuni selle kiirenduse tsentrifugaalkomponent on piisav gravitatsioonijõu kompenseerimiseks. Me teame, et gravitatsioon surus maapinna suunas, nii et objekt vajab suuremat horisontaalset kerimiskiirust. Kui see kiirus väheneb, väheneb ka tsentrifugaalkomponent ja gravitatsioon põhjustab selle kõrguse vähenemist kuni langemiseni.
Füüsilised teadmised
Tasakaalu jaoks vajalikku kiirust nimetatakse orbiidi kiiruseks ja see varieerub vastavalt orbiidi kõrgusele. Kosmosesüstiku jaoks Maa orbiidil on vaja orbiidi kiirust umbes 27.000 XNUMX kilomeetrit tunnis. Lennuki puhul, mis üritab lennata kõrgemale, muutub õhk vähem tihedaks ja see sunnib lennukit suurendama oma kiirust, et õhus õhku tõsta.
Sel põhjusel on teada, et Kármáni joon on kõrguse seisukohalt väga suhteline mõiste. Kuna selle huvi on aerodünaamika, pole sellel palju teaduslikku rangust. Õhk muutub lihtsalt vähem tihedaks ja sellel on palju väiksem takistus ja see jõuab avakosmosesse.
Kármáni liini kasutatakse kontseptsioonina, mis on seotud kõrgusega ja mille tõttu tasub reisikiirust suurendada aerodünaamilise tõusu või raskusjõu tõmbe kompenseerimise saamiseks. Harjutama minnes näeme, et kõik need kaalutlused erinevad orbiidi raadiuse suurenedes. Me teame, et mida suurem on orbiidi raadius, meil on väiksem gravitatsiooniline tõmme. Mäletame, et gravitatsiooniline tõmme on jõud, mida gravitatsioon avaldab objektile maapinna suunas. Kuid on ka teada, et sama lineaarkiiruse korral on suurem tsentrifugaalkiirendus.
Nende põhjal võib järeldada, et Kármáni joon jätab selle efekti tähelepanuta orbiidi kiiruse tõttu, nii et see oleks piisav, et oleks võimalik säilitada mis tahes kõrgust sõltumata atmosfääri tihedusest.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada Kármáni liini ja selle omaduste kohta.