Letový radar: Dopplerův jev v letecké dopravě
Pomocí radaru sledujícího letadla se zobrazuje poloha letadel v reálném čase na obrazovkách v řídících věžích leteckého provozu. Díky Dopplerovu jevu je kromě toho možné zachytit i rychlost letadla, což zároveň napomáhá tomu, že se nezobrazují nepohyblivé objekty, jako jsou budovy nebo kopce (upozadění pevných cílů).
U panoramatických radiolokátorů se vysílají např. vlny tisíckrát za vteřinu, přičemž jeden impulz o vlnové délce v rozsahu několika centimetrů trvá jednu mikrosekundu. Na jakou vzdálenost se šíří rádiové vlny za tisícinu vteřiny? Za vteřinu je to 300.000 km, za tisícinu vteřiny tedy 300 km. Pro odezvu při 1000 impulzech/s proto objekt nemůže být vzdálen více než 150 km, jelikož rádiové vlny musí urazit cestu tam a zpět, na což zbývá jen jedna necelá tisícina vteřiny času.
Systém dopplerovského radiomajáku VOR
Dopplerovský VOR je zvláště přesný všesměrový radiomaják pro leteckou dopravu. Můžeme ho přirovnat k majáku na moři:
Na majáku se otáčí reflektor za určitý časový úsek (frekvence). Kromě toho reflektor blikne, když se otočí na sever. Konkrétní maják lze rozpoznat podle frekvence. Z časového rozdílu mezi „značkou severu“ a zábleskem reflektoru může navigátor na lodi určit, jaký směr zaujímá loď vůči majáku. Podle jasu se odhaduje vzdálenost a společně se směrem pohybu lodi je možné určit její kurz.
Dopplerovský systém VOR vysílá signál rotující směrové antény s využitím frekvenčního pásma nad 100 MHz a dále konstantní signál při průchodu severním směrem. Tímto způsobem se přesně určí směr vůči určitému radiomajáku.
Kromě toho vysílá letadlo signál, na který odpovídá pozemská stanice. Z délky trvání až k odezvě se určuje vzdálenost a na základě změny kmitočtu se pomocí Dopplerova jevu vypočítá rychlost (systém DME). Známé jsou tak všechny údaje, které jsou důležité pro navigaci letadel.
Nadzvuková rychlost: Dopplerův jev v extrémních podmínkách
Dopplerův žák Ernst Mach se zabýval létáním s nadzvukovou rychlostí (340 m/s = 1 mach, přibližně 1200 km/h):
Letadlo pohybující se relativně vůči vzduchu „zhušťuje“ zvukové vlny. Jestliže se letadlo blíží rychlosti zvuku, dochází ke zhuštění vln před letadlem a vytvoří se tzv. Machův kužel (zvuková bariéra). Při překonání rychlosti zvuku letadlo prolomí zvukovou bariéru a dojde k sonickému třesku, který je slyšet na kilometry daleko.
Letí-li letadlo rychlostí větší než 1 mach, čili nadzvukovou rychlostí, je to slyšet, až když došlo k překonání této rychlosti. Také náboj do střelné zbraně letí nadzvukovou rychlostí (500 – 800 m/s).
Dopravní letadla létají rychlostí asi 0,8 mach, vojenská letadla až 2 nebo 3 mach.
