Subsonic εναντίον Supersonic
Η ταχύτητα της ροής του αέρα παίζει κρίσιμο ρόλο στον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών της ροής του αέρα. Ο αέρας που ρέει σε χαμηλές ταχύτητες μπορεί να θεωρηθεί ως ένα παχύρρευστο ρευστό με ασυμπίεστες ιδιότητες, όπως το νερό. Όταν η ταχύτητα της ροής του αέρα αυξάνεται, οι ιδιότητες που σχετίζονται με τη συμπιεστότητα αλλάζουν σημαντικά με αποτέλεσμα μια αλλαγή στις αεροδυναμικές δυνάμεις γύρω από ένα σώμα εντός της ροής.
Στο πλαίσιο της σχετικής κίνησης, το αεροσκάφος μπορεί να θεωρηθεί ως σώμα, το οποίο είναι ακίνητο σε μια ροή αέρα, για αναλυτικούς σκοπούς. Η ταχύτητα του αεροσκάφους γίνεται η σχετική ταχύτητα της ροής του αέρα, που χρησιμοποιείται συνήθως ως ταχύτητα αέρα. Ένα αεροσκάφος που έχει σχεδιαστεί να πετά κάτω από την ταχύτητα του ήχου είναι γνωστό ως υποηχητικό αεροσκάφος, ενώ το αεροσκάφος που έχει σχεδιαστεί να πετάει ταχύτερα από την ταχύτητα του ήχου είναι γνωστό ως υπερηχητικό αεροσκάφος. Αυτή η ταχύτητα εκφράζεται συνήθως με τον αριθμό Mach (M) που είναι η αναλογία μεταξύ της ταχύτητας του αέρα και της ταχύτητας του ήχου. Εάν ένα αεροσκάφος είναι υποηχητικό, η μέγιστη ταχύτητά του είναι μικρότερη από 1 (M 1).
Περισσότερα για το Subsonic Aircraft
Τα περισσότερα από τα αεροσκάφη που παράγονται είναι υποηχητικά αεροσκάφη, τα οποία έχουν σχεδιαστεί να πετούν κάτω από 0,8 Mach. Τα μικρά ελαφρά αεροπλάνα έχουν χαμηλότερους αριθμούς Mach, που είναι περίπου 0,2 Mach. Τα επαγγελματικά τζετ και τα εμπορικά αεροσκάφη μπορούν να πετούν με μέγιστες ταχύτητες έως και 0,85 Mach.
Τα ελαφρά υποηχητικά αεροσκάφη χρησιμοποιούν εμβολοφόρους κινητήρες ως εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας, ενώ τα επαγγελματικά τζετ και τα εμπορικά αεροσκάφη χρησιμοποιούν κινητήρες στροβιλοκινητήρα ή υψηλής παράκαμψης turbofan. Δομικά η φόρτωση στο πλαίσιο του αεροπλάνου ποικίλλει από αεροπλάνο σε αεροπλάνο. Τα φτερά είναι συνήθως ίσια ή με χαμηλή γωνία σάρωσης. Το δέρμα του αεροπλάνου είναι κατασκευασμένο με αλουμίνιο και το πλαίσιο του αεροπλάνου μπορεί να αποτελείται από αλουμίνιο και χάλυβα. Με την πρόοδο της τεχνολογίας των σύνθετων υλικών, εισάγονται σύνθετα υλικά ενισχυμένα με ίνες με υψηλή αντοχή και χαμηλό βάρος.
Περισσότερα για τα υπερηχητικά αεροσκάφη
Το καθεστώς υπερηχητικού διαιρείται επίσης σε κατηγορίες υπερηχητικών (1<M<3), υψηλού υπερηχητικού (3<M5).
Τα υπερηχητικά αεροσκάφη είναι κυρίως στρατιωτικά αεροσκάφη, σχεδιασμένα για μάχη (π.χ. F-15E, Su 27, Dassault Rafale, Eurofighter Typhoon). Χρησιμοποιούν κινητήρες στροβιλοανεμιστήρα χαμηλής παράκαμψης ως εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας και η δομή έχει σχεδιαστεί για να αντέχει τους κραδασμούς και τα φορτία που συμβαίνουν στις υπερηχητικές ταχύτητες.
Το πλαίσιο του αεροσκάφους είναι κυρίως κατασκευασμένο από υψηλής ποιότητας τιτάνιο και αλουμίνιο για να αντέχει το υψηλό φορτίο στους ελιγμούς και τις ζημιές κατά τη διάρκεια της μάχης. Το πλαίσιο του αεροσκάφους έχει βελτιστοποιηθεί αεροδυναμικά για την ελαχιστοποίηση των επιδράσεων συμπιεστότητας και οπισθέλκουσας. Η τοπική πυκνότητα αέρα ποικίλλει λόγω των κρουστικών κυμάτων, της διαστολής και του πνιγμού της ροής, με αποτέλεσμα μια δραστική αλλαγή από τις υποηχητικές συνθήκες πτήσης.
Η υπερηχητική μεταφορά (SST) είναι μια πραγματοποιημένη, αλλά δαπανηρή, αεροπορική πρόκληση. Μόνο δύο τύποι υπερηχητικών μεταφορών έχουν κατασκευαστεί ποτέ, και οι δύο υπερέβησαν το μέσο κόστος μιας πτήσης. Αυτά είναι τα Concorde και Tu-144, σχεδιασμένα ως επιβατικά αεροσκάφη, αλλά η λειτουργία τους εγκαταλείφθηκε λόγω υψηλών εξόδων.
Τα υπερηχητικά αεροσκάφη είναι κυρίως αεροσκάφη επανεξέτασης και τα υπερηχητικά αεροσκάφη είναι εξαιρετικά πειραματικά αεροσκάφη (με εξαίρεση το διαστημικό λεωφορείο).
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Subsonic και Supersonic;
• Τα υποηχητικά αεροσκάφη πετούν κάτω από την ταχύτητα του ήχου ενώ τα υπερηχητικά αεροσκάφη πετούν ταχύτερα από την ταχύτητα του ήχου.
• Τα υπερηχητικά αεροσκάφη χρησιμοποιούν κινητήρες στροβιλοανεμιστήρα χαμηλής παράκαμψης ως σύστημα πρόωσης, ενώ τα υποηχητικά αεροσκάφη χρησιμοποιούν κινητήρες εμβόλου με έλικες, κινητήρες στροβιλοκινητήρα ή κινητήρες στροβιλοανεμιστήρα υψηλής παράκαμψης.
• Τα υπερηχητικά αεροσκάφη χρησιμοποιούν πτερύγια σάρωσης ή πτερύγια δέλτα, ενώ τα υποηχητικά αεροσκάφη χρησιμοποιούν ίσια φτερά ή φτερά με μικρότερη γωνία σάρωσης.
• Τα υπερηχητικά αεροσκάφη κατασκευάζονται κυρίως από τιτάνιο, ενώ τα υποηχητικά αεροσκάφη είναι κατασκευασμένα με πολυμερή ενισχυμένα με τιτάνιο, αλουμίνιο και ανθρακονήματα ή άλλα σύνθετα υλικά.
• Συνήθως τα υπερηχητικά αεροσκάφη είναι στρατιωτικά αεροσκάφη που χρησιμοποιούνται για επιχειρήσεις μάχης ή αναγνώρισης, ενώ τα υποηχητικά αεροσκάφη χρησιμοποιούνται για μεταφορά και ταξίδια.
