Max Q

Ilman vesihöyryn tiivistymispilvi Prandtl-Glauertin singulariteetti Apollo 11:n Saturn V:n välivaiheen ympärillä sen kiihdyttäessä läpi tiheän alemmen ilmakehän. Tässä kohdassa raketti kohtaa max Q:n ja on noin 12,5 km:n korkeudella ja nopeudessa 440 m/s, kun lentoa on kulunut noin 1 minuutti 20 sekuntia.

Max Q lento- ja avaruustekniikassa käytetty termi, jolla tarkoitetaan dynaamisen paineen maksimia, jossa myös aerodynaaminen kuorma saavuttaa maksiminsa. Nimi "max Q" (tai "max q") tulee siitä, että englannin kielessä dynaamista painetta merkitään Q-kirjamella.

Kun tarkasteellaan dynaamisen paineen määritelmää p d y n = ρ v 2 / 2 {\displaystyle p_{dyn}=\rho v^{2}/2} , havaitaan seuraavat asiat:

  • p d y n {\displaystyle p_{dyn}} on nolla laukaisussa, koska silloin aluksen nopeus v = 0 {\displaystyle v=0}
  • p d y n {\displaystyle p_{dyn}} on nolla ilmakehän ulkopuolella avaruudessa, koska tällöin ilmantiheys ρ = 0 {\displaystyle \rho =0}
  • p d y n {\displaystyle p_{dyn}} on aina {\displaystyle \geq } 0.

Tällöin Rollen lauseen perusteella on väistämättä piste, jossa on dynaamisen paineen maksimi, max Q. Tämän korkeuden alapuolella aluksen kiihtyminen nostaa dynaamista painetta enemmän kuin ilman tiheyden laskeminen laskee. Max Q:n jälkeen aluksen kiihtyminen ei enää riitä kompensoimaan tiheyden pienenemistä joten dynaaminen paine pienenee.

Esimerkiksi tavallisen avaruussukkulan laukaisun aikana max Q on 11 km:n korkeudella.[1] Tyypillisellä Apollo-ohjelman lennolla max Q esiintyi suunnilleen 13 km ja 14 km:n korkeudella.[2] [3]

Katso myös

  • dynaaminen paine
  • paine
  • Prandtl-Glauertin singulariteetti

Lähteet

  1. Douglas T. Jackson: Space Shuttle Max-Q Aerodynamics Questions. 2001-05-066. toukokuuta 2001. AerospaceWeb.org. Viitattu 19.3.2008. (englanniksi)
  2. David Woods, O'Brien, Frank: Apollo 8, Day 1: Launch and Ascent to Earth Orbit Apollo Flight Journal. 2005-08-2121. elokuuta 2005. NASA. Arkistoitu 21.4.2007. Viitattu 19.3.2008. (englanniksi)
  3. Tim Brandt, Woods, David: Apollo 16, Day One Part One: Launch and Reaching Earth Orbit Apollo Flight Journal. 2004-10-29. NASA. Arkistoitu 21.4.2007. Viitattu 19.3.2008. (englanniksi)