رقم ماخ الحرج

تحلق الطائرات التجارية بسرعات تقل قليلاً عن سرعة الصوت. وتحدث سرعة مهمة قبل بلوغ سرعة التحليق، حيث يصل الهواء المتدفق فوق الجناح إلى سرعة الصوت. تُعرف هذه السرعة برقم ماخ الحرج ( Mcr ). يؤدي تجاوز سرعة الطائرة لسرعة التحليق إلى تكوين منطقة تدفق فوق صوتي تنتهي بموجة صدمية. وبعد سرعة التحليق، عند رقم ماخ لتباعد السحب ، تُنتج الموجة الصدمية، وأي تدفق منفصل مصاحب لها، سحباً كبيراً جداً يجعل الطيران غير اقتصادي. ^{[ 1 ]}

في الطائرات غير المصممة للطيران عند أو فوق رقم ماخ الحرج، تتسبب الموجات الصدمية المتشكلة في تدفق الهواء فوق الجناح والذيل في حدوث انخفاض مفاجئ في سرعة الجناح ، وقد تكون كافية لإيقاف الجناح، أو تعطيل أسطح التحكم، أو فقدان السيطرة على الطائرة. وقد نُسبت هذه الظواهر الإشكالية التي تظهر عند أو فوق رقم ماخ الحرج في نهاية المطاف إلى انضغاطية الهواء . وقد أدت الانضغاطية إلى عدد من الحوادث التي شملت طائرات عسكرية وتجريبية عالية السرعة في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين.

كان التحدي المتمثل في تصميم طائرة تحافظ على إمكانية التحكم بها عند الاقتراب من سرعة الصوت وبلوغها هو أصل مفهوم حاجز الصوت . كانت الطائرات العسكرية دون الصوتية التي ظهرت في أربعينيات القرن العشرين ، مثل سوبرمارين سبيتفاير ، وبي إف 109 ، وبي-51 موستانج ، وجلوستر ميتيور ، وهي 162 ، وبي-80 ، تتميز بأجنحة سميكة نسبياً وغير منحنية، ولم تكن قادرة على بلوغ سرعة ماخ 1.0 في طيران مُتحكم به. في عام 1947، قاد تشاك ييغر طائرة بيل إكس-1 (ذات جناح غير منحني أيضاً، ولكنه أرق بكثير)، ووصل إلى سرعة ماخ 1.06 وما فوق، وبذلك تم كسر حاجز الصوت نهائياً.

صُممت الطائرات العسكرية الأسرع من الصوت في بداياتها ، مثل هوكر هنتر وإف -86 سابر ، لتطير بكفاءة حتى عند سرعات تتجاوز رقم ماخ الحرج. لم تكن تمتلك قوة دفع كافية من محركاتها للوصول إلى سرعة ماخ 1.0 في الطيران الأفقي، ولكنها كانت قادرة على ذلك أثناء الغطس مع الحفاظ على إمكانية التحكم بها.

يختلف رقم ماخ الحرج الفعلي من جناح لآخر. عمومًا، يتميز الجناح الأكثر سمكًا برقم ماخ حرج أقل، لأنه يحرف تدفق الهواء المار حوله أكثر من الجناح الأقل سمكًا، وبالتالي يُسرّع تدفق الهواء إلى سرعة أعلى. على سبيل المثال، يبلغ رقم ​​ماخ الحرج للجناح السميك نسبيًا في طائرة P-38 Lightning حوالي 0.69. وقد تصل الطائرة أحيانًا إلى هذه السرعة أثناء الغطس، مما يؤدي إلى عدد من الحوادث. أما جناح طائرة Supermarine Spitfire الأقل سمكًا بكثير، فقد منحها رقم ماخ حرجًا أعلى بكثير (حوالي 0.89).

• تباعد السحب، رقم ماخ

• إل جيه كلانسي (1975) الديناميكا الهوائية ، دار بيتمان للنشر المحدودة، لندن، رقم ISBN 0-273-01120-0