Ernst Mach

mach300Száz évvel ezelőtt, 1916. február 19-én hunyt el 78 éves korában Ernst (Waldfried Josef Wenzel) Mach.

 

A később világhírnevet szerző osztrák fizikus és tudományfilozófus 1838. február 18-án született Morvaországban. Középfokú tanulmányait követően, 1855-ben lett a Bécsi Egyetem hallgatója, ahol fizikát tanult és egy ideig orvosi fiziológiát is hallgatott. Doktori diplomáját 1860-ban kapta meg fizikából.

Mach kezdetben a Doppler-hatást tanulmányozta az optikában és az akusztikában. 1864-ben Grazban a matematika professzora lett, miután lemondott a Salzburgi Egyetem sebészi tanszékének vezetéséről. 1866-ban fizikaprofesszor lett. 1867-ben elfogadta a Prágai Károly-Ferdinánd Egyetem kísérleti fizika professzori kinevezését, ahol végül 28 évet töltött el, majd a következő három évben a Bécsi Egyetemen tanított. Itteni tevékenységét követően 1901-ben visszavonult, és az osztrák parlament felsőházának tagja lett. Bécset 1913-ban hagyta el, amikor fiához, a München melletti Vaterstettenbe költözött, ahol haláláig tudományos írásaival és levelezéssel foglalkozott.

mach belyeg417

Mach fizikai nézetei és tudománymódszertani elvei – mint egyik tanítványa, Albert Einstein is kiemelte – hozzájárultak mind az általános, mind a speciális relativitáselmélet létrejöttéhez. Mach legismertebb ötlete az Einstein által Mach-elvnek nevezett kozmológiai elképzelés, ami a tehetetlenség eredetével foglalkozik. Mach ezt soha nem foglalta írásba, csak grafikusan ábrázolta. A Mach-elv szerint egy testre az univerzumban található összes többi test hatással van, s alapvetően ez befolyásolta Einsteint a téridő fogalmának meghatározásában. Mach haláláig vallotta, hogy minden tudás a tapasztalatból származik.

Mach legfontosabb hozzájárulása a fizikához a lökéshullámok leírása és lefényképezése volt. Először logikailag kikövetkeztette, majd kísérletei alapján pontosan leírta, hogy a hangsebességnél gyorsabban haladó (szuperszonikus) lövedék hogyan nyomja össze maga előtt a levegőt, ezzel lökéshullámot hozva létre. A lökéshullám kúp alakú, melynek csúcsában a lövedék van. Mach erről szóló tanulmánya 1877-ben jelent meg. A hangsebességnél gyorsabban haladás fontos gyakorlati szerepet játszik az aerodinamikában és a hidrodinamikában. A sliren-fotográfia módszerét felhasználva ő és fia, Ludwig le tudták fényképezni a láthatatlan lökéshullámok árnyékát.

machkonyv

Ernst Mach akusztikával kapcsolatos tudományos tevékenysége előtt tisztelgett a világ, amikor róla nevezték el a hangsebességhez viszonyított sebességet, amit a mai napig Mach-számként ismerünk. Az ennek mindenkori értékét mutató műszer, a nagysebességű repülőgépek pilótafülkéjének egyik legfontosabb tartozéka.

machmuszer680

A Mach-szám a repülőgépek haladási sebessége és a helyi hangsebesség hányadosa. Minél feljebb megyünk, úgy ritkul folyamatosan a levegő, ezért ugyanolyan felhajtóerő létrehozásához növelni kell a gép állásszögét. Emiatt viszont megnő a repülőgép minimális sebessége, miközben a maximális sebessége csökken. Ahogyan a két érték közeledik egymáshoz, egyre növekszik a lehetőség az átesésre, amit kritikus helyzetben valamilyen váratlan légmozgás vagy emberi beavatkozás is előidézhet.

Ennek elkerülésére minden repülőgéptípuson maximálják a biztonságos Mach-szám mértékét. Az utazómagasságon (ami például egy FL400-as repülési szint esetében 12.200 méter) minden esetben az optimális Mach-számot kell tartania a repülőgépnek, mivel itt egy viszonylag szűk sebességtartományon belül kell repülnie. Ha a gép átlépi a megengedett legnagyobb sebességet, akkor veszélyesen megközelítheti a hangsebességhez közeli tartományt, ahol a fellépő erős vibráció miatt akár szét is hullhat. Ha viszont az optimális Mach-számnál lassabban repül, akkor a ritka levegőben felborul a szárnyak felett áramló levegő örvénylése, s a gép – mivel nem ekkora terhelésre van méretezve - átesik, dugóhúzóba kerül, s a zuhanás sebessége miatt szakad darabokra.

machmuszerek

Napjaink korszerű utasszállító gépein már automatizált számítógépes repülésvezérlő rendszerek gondoskodnak a biztonságos (és gazdaságos) sebesség tartásáról, de eközben a pilóták figyelmét továbbra sem kerülheti el egy pillanatra sem az egyik legfontosabb kijelző, a mindenkori Mach-számot mutató műszer.

 

Földesi László

Fotók: AeroNews Képtár és a szerző felvételei

 

 

   © 1996 - 2015. Copyright AeroNews – Minden jog fentartva  |  Impressum
Powered by Joomla 1.7 Templates