מהירות שגא-קולית – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף

בשורה

גרסה מ־13:01, 30 ביוני 2023

מהירות שגא-קולית או שַׂגִּיא-קולית^[1]^[2] (בלועזית: מהירות היפר-סונית) היא מהירות של עצם הנע הרבה מעל מהירות הקול, ואשר מתרחשות בה תופעות אווירודינאמיות ייחודיות.

מהירות שגא-קולית גדולה ממהירות על-קולית וניתן לאפיין מהירות זו כמעל 5 מאך. עם זאת, המהירות הנמוכה ביותר המאופיינת כשגא-קולי היא בפועל טווח של ערכים בסביבות 5 מאך (גבוה או נמוך במקצת) ומשתנה כתלות בתנאים הפיזיקליים שבהם שרויה הזרימה.

עבור מספרי מאך גבוהים מ-20, לצורך אנליזה ראשונית של גלי הלם משופעים נהוג להניח כי מאך שואף לאינסוף לצורך פישוט נוסחאות, שכן ההבדלים ביניהם צפויים להיות זניחים.

כלי תעופה הנעים במהירות שגא-קולית הם מנועי על-מגח סילוני ומעבורות חלל בזמן תהליך החדירה לכדור הארץ. ישנם גם טילים היפר-סונים הנעים במהירות זו.

מאפיינים

מכיוון שקיימת רציפות בין מהירות על-קולית למהירות שגא-קולית נהוג להגדיר אותה באמצעות מספר תופעות שמאפיינות אותה:

שכבת גל הלם דקה – גל הלם קשתי נצמד לגוף כך שהמרחק בין הגל לגוף קטנה ונוצרת מעין שכבה דקה של זרימה. במספרי ריינולדס קטנים שכבה זו יכולה להתמזג עם שכבת הגבול ולגרור שכבת גל הלם צמיגה.
שכבת אנטרופיה – שינוי (גרדיאנט) גדול של האנטרופיה בתוך שכבת הגבול. במפגש של זרימה על-קולית בפינה קהה נוצר גל הלם מנותק ובעל עקמומיות. השינוי באנטרופיה של קו זרימה לאחר גל ההלם גדל ככל שהעקמומיות גדלה. במספרי מאך גבוהים, לפי משפט קרוקו (Croco's principle) השינוי הופך משמעותי וגורר שינוי אנטרופיה גדול שיוצרים מערבולות בזרימה (ערבוליות גבוהה).
טמפרטורות גבוהות – מתרחשת דיסוציאציה ויינון של הגז בזורם כך שהגז הופך לפלזמה והטמפרטורות שלאחר גל ההלם מגיעות לאלפי מעלות צלזיוס.
צמיגות רבה – הגדלה של שכבת גבול.
תופעות של גז לא אידיאלי.

פרמטרי דמיות

בתחום הזרימה נהוג להשתמש בגדלים חסרי ממד. עבור מהירות נמוכות נהוג להשתמש במספר ריינולדס בשביל לאפיין את הזורם. עבור תחום השגא-קולי מספר זה פחות שימושי ונהוג לעשות שימוש במספר קנודסן.

עבור תופעות חשמליות ומגנטיות בזרימה שגא-קולית נעשה שימוש במספר סטיוארט.

כלים הנעים במהירות שגא-קולית

ראו גם

בום על-קולי

לקריאה נוספת

Anderson, John (2006). Hypersonic and High-Temperature Gas Dynamics (Second ed.). AIAA Education Series. ISBN 1-56347-780-7.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא מהירות שגא-קולית בוויקישיתוף

הערות שוליים

^ אבן-שושן, אברהם, מילון אבן-שושן, 2003
^ שמשון הופמן, המילון למונחי צה"ל, תל אביב: אג"ם–תוה"ד, 1998, עמ' 597

[1] אבן-שושן, אברהם, מילון אבן-שושן, 2003

[2] שמשון הופמן, המילון למונחי צה"ל, תל אביב: אג"ם–תוה"ד, 1998, עמ' 597

[1]

[2]

@@ שורה 1: / שורה 1: @@
-[[קובץ:X-43A (Hyper - X) Mach 7 computational fluid dynamic (CFD).jpg|ממוזער|[[CFD|זרימה חישובית]] על [[מנוע על-מגח סילוני]] X-43A במהירות מאך 7]]
+[[קובץ:X-43A (Hyper - X) Mach 7 computational fluid dynamic (CFD).jpg|ממוזער|[[CFD|זרימה חישובית]] על [[מנוע על-מגח סילוני]] [[X-43]]A במהירות מאך 7]]
-'''מהירות שגא קולית''' היא מהירות של עצם הנע הרבה מעל [[מהירות הקול]] ואשר מתרחשות בה תופעות [[אווירודינמיקה|אווירודינאמיות]] ייחודיות.
+'''מהירות שגא-קולית''' או '''שַׂגִּיא-קולית'''<ref>{{צ-ספר|מחבר=אבן-שושן, אברהם|שם=מילון אבן-שושן|שנת הוצאה=2003}}</ref><ref>{{צ-ספר|מחבר=שמשון הופמן|שם=המילון למונחי צה"ל|מקום הוצאה=תל אביב|מו"ל=אג"ם–תוה"ד|שנת הוצאה=1998|עמ=597}}</ref> (ב[[שאילת מילים#שאילת מילים בעברית|לועזית]]: '''מהירות היפר-סונית''') היא מהירות של עצם הנע הרבה מעל [[מהירות הקול]], ואשר מתרחשות בה תופעות [[אווירודינמיקה|אווירודינאמיות]] ייחודיות.
-נהוג לאפיין מהירות זו כ-5 מאך ומעלה. יחד עם זאת, [[מספר מאך]] המדויק בו יכול כלי להיות מאופיין כנע במהירות שגא קולית הוא בפועל טווח של ערכים בסביבות מאך 5 (גבוה או נמוך במקצת) ומשתנה כתלות בתנאים הפיזיקליים בו שרויה הזרימה.
+מהירות שגא-קולית גדולה מ[[מהירות על-קולית]] וניתן לאפיין מהירות זו כמעל 5 [[מספר מאך|מאך]]. עם זאת, המהירות הנמוכה ביותר המאופיינת כשגא-קולי היא בפועל טווח של ערכים בסביבות 5 מאך (גבוה או נמוך במקצת) ומשתנה כתלות בתנאים הפיזיקליים שבהם שרויה הזרימה.
-עבור מספרי מאך גבוהים מ-20, לצורך אנליזה ראשונית של [[גל הלם משופע|גלי הלם משופעים]] נהוג להניח כי מאך שואף ל[[אין סוף]] לצורך פישוט נוסחאות, שכן ההבדלים ביניהם צפויים להיות זניחים.
+עבור מספרי מאך גבוהים מ-20, לצורך אנליזה ראשונית של [[גל הלם משופע|גלי הלם משופעים]] נהוג להניח כי מאך שואף ל[[אינסוף]] לצורך פישוט נוסחאות, שכן ההבדלים ביניהם צפויים להיות זניחים.
-כלי תעופה הנעים במהירות שגא קוליות הם [[מנוע על-מגח סילוני|מנועי על-מגח סילוני]] ו[[מעבורת חלל|מעבורות חלל]] בזמן תהליך החדירה לכדור הארץ.
+כלי תעופה הנעים במהירות שגא-קולית הם [[מנוע על-מגח סילוני|מנועי על-מגח סילוני]] ו[[מעבורת חלל|מעבורות חלל]] בזמן תהליך החדירה לכדור הארץ. ישנם גם [[נשק היפר-סוני|טילים היפר-סונים]] הנעים במהירות זו.
 ==מאפיינים==
+[[קובץ:Dopplereffectsourcemovingrightatmach5.0.gif|ממוזער|הדגמה של עצם נע במהירות 5 מאך]]
-מכיוון שקיימת רציפות בין [[מהירות על קולית]] למהירות שגא קולית נהוג להגדיר אותה באמצעות מספר תופעות שמאפיינות אותה:
+מכיוון שקיימת רציפות בין [[מהירות על-קולית]] למהירות שגא-קולית נהוג להגדיר אותה באמצעות מספר תופעות שמאפיינות אותה:
-* שכבת גל הלם דקה - [[גל הלם קשתי]] נצמד לגוף כך שהמרחק בין הגל לגוף קטנה ונוצרת מעין שכבה דקה של זרימה. במספרי ריינולדס קטנים שכבה זו יכולה להתמזג עם שכבת הגבול ולגרור שכבת גל הלם צמיגה.
+* '''שכבת גל הלם דקה''' – [[גל הלם קשתי]] נצמד לגוף כך שהמרחק בין הגל לגוף קטנה ונוצרת מעין שכבה דקה של זרימה. במספרי ריינולדס קטנים שכבה זו יכולה להתמזג עם שכבת הגבול ולגרור שכבת גל הלם צמיגה.
-* שכבת אנטרופיה - שינוי (גרדיאנט) גדול של ה[[אנטרופיה]] בתוך [[שכבת גבול|שכבת הגבול]]. במפגש של זרימה על קולית בפינה קהה נוצר גל הלם מנותק ובעל עקמומיות. השינוי באנטרופיה של קו זרימה לאחר גל ההלם גדל ככל שהעקמומיות גדלה. במספרי מאך גבוהים, לפי [[משפט קרוקו]] (Croco's principle) השינוי הופך משמעותי דבר שגורר גרדיאנט אנטרופיה גדול - שכבה של שינוי באנטרופיה. אלו יוצרים [[מערבולת|מערבולות]] בזרימה (ערבוליות גבוהה).
+* '''שכבת אנטרופיה''' – שינוי (גרדיאנט) גדול של ה[[אנטרופיה]] בתוך [[שכבת גבול|שכבת הגבול]]. במפגש של זרימה על-קולית בפינה קהה נוצר גל הלם מנותק ובעל עקמומיות. השינוי באנטרופיה של קו זרימה לאחר גל ההלם גדל ככל שהעקמומיות גדלה. במספרי מאך גבוהים, לפי [[משפט קרוקו]] (Croco's principle) השינוי הופך משמעותי וגורר שינוי אנטרופיה גדול שיוצרים [[מערבולת|מערבולות]] בזרימה (ערבוליות גבוהה).
-* [[טמפרטורה|טמפרטורות]] גבוהה - מתרחשת [[דיסוציאציה]] ו[[יינון]] של הגז בזורם כך שהגז הופך ל[[פלזמה (מצב צבירה)|פלזמה]] והטמפרטורות שלאחר גל ההלם מגיעות לאלפי מעלות צלזיוס.
+* '''[[טמפרטורה|טמפרטורות]] גבוהות''' – מתרחשת [[דיסוציאציה]] ו[[יינון]] של הגז בזורם כך שהגז הופך ל[[פלזמה (מצב צבירה)|פלזמה]] והטמפרטורות שלאחר גל ההלם מגיעות לאלפי מעלות צלזיוס.
-* [[צמיגות]] רבה - הגדלה של שכבת גבול.
+* '''[[צמיגות]] רבה''' – הגדלה של שכבת גבול.
-* תופעות של [[גז לא אידיאלי]].
+* '''תופעות של [[גז לא אידיאלי]]'''.
-==פרמטרי דמיות ==
+==פרמטרי [[דמיות]] ==
-בתחום הזרימה נהוג להשתמש [[גודל חסר מימד|גדלים חסרי מימד]]. עבור מהירות נמוכות נהוג להשתמש ב[[מספר ריינולדס]]. עבור התחום שגא קולי מספר זה פחות שימושי ונהוג לעשות שימוש ב[[מספר קנודסן]].
+בתחום הזרימה נהוג להשתמש ב[[גודל חסר ממד|גדלים חסרי ממד]]. עבור מהירות נמוכות נהוג להשתמש ב[[מספר ריינולדס]] בשביל לאפיין את הזורם. עבור תחום השגא-קולי מספר זה פחות שימושי ונהוג לעשות שימוש ב[[מספר קנודסן]].
-עבור תופעות [[חשמל]]יות ו[[מגנט]]יות בזרימה שגא קולית נעשה שימוש ב[[מספר סטיוארט]].
+עבור תופעות [[חשמל]]יות ו[[מגנט]]יות בזרימה שגא-קולית נעשה שימוש ב[[מספר סטיוארט]].
+== כלים הנעים במהירות שגא-קולית ==
+* [[Kh-47M2 קינז'אל]]
+* [[X-43]]
+* [[ברהמוס-2]]
+* [[צירקון 3M22]]
+* [[R-37]]
+* [[Shaurya]]
+* [[DF-ZF]]
+* [[לוקהיד מרטין SR-72|SR-72]]
+* [[רוקוול X-30]]
+==ראו גם==
+* [[בום על-קולי]]
 ==לקריאה נוספת==
@@ שורה 25: / שורה 40: @@
 * {{cite book|last=Anderson|first=John|year=2006|title=Hypersonic and High-Temperature Gas Dynamics |edition=Second |publisher=AIAA Education Series|isbn=1-56347-780-7}}
 </div>
-==ראו גם==
-* [[בום על קולי]]
 ==קישורים חיצוניים==
 {{ויקישיתוף בשורה}}
+==הערות שוליים==
+{{הערות שוליים}}
 [[קטגוריה:אווירודינמיקה]]