Почему ты не мог бы позволить себе летать на Конкорде
Om du vill bygga en raket med en djärv ny design, måste du ha ett sätt att testa dess strukturella integritet utan att installera en motor. Du har ingen vindtunnel, men du är inte redo att erkänna. Du tänker på dig själv, "Vad är flyg utan framdrivning?" Då svarar du på din egen fråga: "Falling." Enkelt sagt, det enklaste sättet att flyga utan att starta är att klumma. Ta en prototyp upp väldigt hög, släpp den, och du får en känsla av dess prestanda i snabb takt.
Världens främsta utövare av precisionsdroppe är Japan Aerospace Exploration Agency, eller JAXA, som i grunden är Japans version av NASA. Byrån försöker bygga ett praktiskt supersoniskt plan, vilket inte är något enkelt. Liknande insatser i det förflutna skapade medioker produkter, mest berömda Concorde.
Concorde plågades med problem som hindrade andra flygplan från att anta samma typ av konstruktion för eget hantverk. En av de största problemen var överskott av buller. Termen "Sonic Boom" är inte en missnöje. Att bryta ljudbarriären är ett vanligt högt fenomen. Tillverkarna var tvungna att utforma planet för att hålla passagerarnas huvuden exploderande, och flygplan kunde inte flyga planet över land eftersom ingen människan på marken vill utsättas för sådana destruktivt höga ljud. JAXAs mål är att skapa ett tystare supersoniskt passagerarflygplan. Och det testar det genom dropptest med en experimentell modell i Sverige.
Hur i helvete fungerar det? I grund och botten lyfter en ballong det obemannade modellplanet - JAXAs Silent SuperSonic Concept Model ca 18,6 miles upp i luften och släpper helt enkelt den. Sensorer anslutna till planet mäter chockvågorna när planet når hastigheter upp till Mach 1.39 i fritt fall.
Fysiken i ett supersoniskt fritt fall är inte allt som skiljer sig från hur ett föremål rör sig snabbare än ljudet på ett horisontellt plan fungerar. Luft komprimeras kraftigt framför planet, vilket översvämmer en våg av högt tryck i alla riktningar. Denna shockwave börjar sprida sig genom luften, men blir svagare när den rör sig längre ut och blir en ljudvåg i processen. Det här är den höga explosionen vi hör och kallar en sonisk boom.
För att förstå vad som är speciellt med ett supersoniskt fritt fall, bör vi titta närmare på vad exakt Mach tal hänvisar till: förhållandet mellan objektets hastighet och ljudets hastighet på en viss plats. Och ljudets hastighet är föremål för förändringar i temperatur och tryck - vid högre höjder minskar ljudets hastighet, så ett objekt behöver inte resa med nödvändig samma hastighet för att nå Mach 1 ett dussin mil i luften eftersom det gör på havsnivå. (Ljudets hastighet vid havsnivån är cirka 760 miles per timme).
Dessutom är Mach 1 en mycket instabil miljö på grund av den chockvåg som skapats genom att bryta ljudspärren. Även små rörelser kan ha mycket kraftfulla fysiska effekter på objektet. Det värsta stället att vara är i grunden mellan Mach 0,9 och 1,2.
Så när ett föremål rör sig vid supersoniska hastigheter i fritt fall är det i den ovanliga positionen att accelerera snabbare medan dess Mach-nummer ökar i en långsammare takt. Mer tid spenderas i den instabila Mach-zonen än om den rör sig på ett horisontellt plan. De flesta plan är utformade för att flytta förbi Mach 1 och gå in i en säker zon så fort som möjligt. Du kan inte testa någonting sånt i ett fritt fall experiment.
Hastigheten ökar också på grund av drag. Detta är vad som hände i förmodligen den mest kända förekomsten av ett föremål som rör sig snabbare än ljudet i tyngdkraften: Felix Baumgartners hopp i 2012 från ca 23 miles upp i luften, för att bli den första himlen dykaren för att bryta ljudbarriären utan användning av ett flygplan. När Baumgartner föll ner till jorden, slutade han slutligen accelerera på grund av kollisionen med luftmolekyler, vilket skapade "dragkraft" som byggdes upp som luftmotstånd tills det blev lika och motsatt gravitationskraften. Vid denna tidpunkt hade Baumgartner nått en maximal hastighet.
Faktum är att de flesta objekt som når terminalhastigheten helt enkelt skulle stanna konstant, Baumgartner började faktiskt sakta ner, eftersom omgivningen börjar bli tjockare och tjockare när ett föremål i fritt fall går ner. Så börjar terminalhastigheten minska - vilket betyder att Baumgartner började sakta ner. Samma sak skulle förmodligen hända med en av de tysta SuperSonic Concept Model-planerna JAXA testar.
Vetenskap, som de flesta andra saker i livet, är kallare när det är snabbare.
Ett oväntat namn går med i loppet för att utveckla fällbara smartphones
Smartphones och surfplattor kan snart bli en produkt. Tekniska företag över hela linjen har visat att de arbetar på vikbara telefoner kan unfurled för att bli iPads och passar fortfarande lätt i fickan. Och Microsoft är det senaste företaget som enligt uppgift ingår i loppet.
NASAs "Greased Lightning" Drone är tystare än en gräsklippare och har 360 graders vision
Denna vecka släppte NASA en fantastisk 360-graders video av Greased Lightning, det batteridrivna 10-motorns planet som kan ta sig ut som en helikopter och flyga som alla andra flygplan. Forskare vid Langley Research Center i Virginia konstruerade fjärrstyrda flygplan som har en 10-fots vingspets. In th ...
Kommer Miami att slå New Orleans? Loppet att bli Amerikas första undervattensstad
Delar av New Orleans sjunker med två inches per år, och människor är till stor del skyldiga. Det är slutsatsen av en ny NASA-leddstudie som använde satellitbilder för att identifiera ytnivåförändringar i staden och analysera de potentiella orsakerna. Författarna fann att sänkning eller sänkning varierar kraftigt ...