Subsonic در مقابل Supersonic
سرعت جریان هوا نقش مهمی در تعیین ویژگی جریان هوا دارد. جریان هوا با سرعت کم را می توان به عنوان یک سیال چسبناک با خواص تراکم ناپذیر مانند آب در نظر گرفت. هنگامی که سرعت جریان هوا افزایش می یابد، خواص مربوط به تراکم پذیری به طور قابل توجهی تغییر می کند که منجر به تغییر در نیروهای آیرودینامیکی اطراف جسم درون جریان می شود.
در زمینه حرکت نسبی، هواپیما را می توان به عنوان جسمی در نظر گرفت که در جریان هوا ثابت است، برای اهداف تحلیلی. سرعت هواپیما به سرعت نسبی جریان هوا تبدیل می شود که معمولاً به عنوان سرعت هوا استفاده می شود.هواپیمایی که برای پرواز کمتر از سرعت صوت طراحی شده است به عنوان هواپیمای زیر صوت شناخته می شود، در حالی که هواپیماهایی که برای پرواز سریعتر از سرعت صوت طراحی شده اند به عنوان هواپیمای مافوق صوت شناخته می شوند. این سرعت معمولاً با عدد ماخ (M) که نسبت بین سرعت هوا و سرعت صوت است بیان می شود. اگر یک هواپیما زیر صوت باشد حداکثر سرعت آن کمتر از 1 (M 1) است.
اطلاعات بیشتر درباره هواپیمای زیر صوت
بیشتر هواپیماهای تولید شده هواپیماهای زیر صوت هستند که برای پرواز زیر ۰.۸ ماخ طراحی شده اند. هواپیماهای سبک وزن کوچک اعداد ماخ کمتری دارند که حدود 0.2 ماخ است. جت‌های تجاری و هواپیماهای تجاری می‌توانند با حداکثر سرعت تا 0.85 ماخ پرواز کنند.
هواپیماهای سبک وزن مادون صوت از موتورهای پیستونی به عنوان نیروگاه استفاده می کنند، در حالی که جت های تجاری و هواپیماهای تجاری از موتورهای توربوفن توربوپراپ یا بای پس بالا استفاده می کنند. از نظر ساختاری، بارگذاری روی بدنه هواپیما از هواپیمای به هواپیما دیگر متفاوت است. بالها معمولاً مستقیم یا با زاویه رفت و برگشت کم هستند.پوسته هواپیما از آلومینیوم ساخته شده است و بدنه هواپیما ممکن است از آلومینیوم و فولاد تشکیل شده باشد. با پیشرفت تکنولوژی مواد کامپوزیت، مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف با استحکام بالا و وزن کم معرفی شدند.
بیشتر درباره هواپیمای مافوق صوت
رژیم مافوق صوت نیز به کلاس های مافوق صوت (1<M<3)، مافوق صوت بالا (3<M5) تقسیم می شود.
هواپیماهای مافوق صوت عمدتاً هواپیماهای نظامی هستند که برای جنگ طراحی شده اند (مثلاً F-15E، Su 27، Dassault Rafale، Eurofighter Typhoon). آنها از موتورهای توربوفن بای پس کم به عنوان نیروگاه استفاده می کنند و ساختار به گونه ای طراحی شده است که در برابر ارتعاشات و بارهایی که در سرعت های مافوق صوت رخ می دهند مقاومت کند.
بدنه هواپیما عمدتاً از تیتانیوم و آلومینیوم درجه بالا ساخته شده است تا در برابر بارگذاری زیاد در مانورها و آسیب در هنگام نبرد مقاومت کند. بدنه هواپیما از نظر آیرودینامیکی بهینه شده است تا اثرات تراکم پذیری و اثرات درگ را به حداقل برساند. چگالی هوای محلی به دلیل امواج ضربه ای، انبساط و خفگی جریان متفاوت است که منجر به تغییر شدید شرایط پرواز مادون صوت می شود.
حمل و نقل مافوق صوت (SST) یک چالش هوانوردی تحقق یافته، اما پرهزینه است. تنها دو نوع حمل و نقل مافوق صوت تا کنون ساخته شده است و هر دو از میانگین هزینه یک پرواز فراتر رفته اند. اینها Concorde و Tu-144 هستند که به عنوان هواپیماهای مسافربری طراحی شده بودند، اما به دلیل هزینه های زیاد عملیات متوقف شد.
هواپیماهای مافوق صوت بالا عمدتاً هواپیماهای بازیابی هستند، و هواپیماهای مافوق صوت هواپیماهای بسیار آزمایشی هستند (به استثنای شاتل فضایی).
تفاوت بین Subsonic و Supersonic چیست؟
• هواپیماهای مافوق صوت کمتر از سرعت صوت پرواز می کنند در حالی که هواپیماهای مافوق صوت سریعتر از سرعت صوت پرواز می کنند.
• هواپیماهای مافوق صوت از موتورهای توربوفن بای پس کم به عنوان سیستم محرکه استفاده می کنند، در حالی که هواپیماهای مادون صوت از موتورهای پیستونی پروانه، موتورهای توربوپراپ یا موتورهای توربوفن بای پس بالا استفاده می کنند.
• هواپیماهای مافوق صوت از بال‌های جارو شده یا بال‌های دلتا استفاده می‌کنند، در حالی که هواپیماهای مافوق صوت از بال‌های مستقیم یا بال‌هایی با زاویه حرکت کمتر استفاده می‌کنند.
• هواپیماهای مافوق صوت عمدتاً از تیتانیوم ساخته می شوند، در حالی که هواپیماهای مافوق صوت با پلیمرهای تقویت شده با تیتانیوم، آلومینیوم و فیبر کربن یا سایر مواد کامپوزیتی ساخته می شوند.
• معمولاً هواپیماهای مافوق صوت هواپیماهای نظامی هستند که برای عملیات های جنگی یا شناسایی استفاده می شوند، در حالی که هواپیماهای مافوق صوت برای حمل و نقل و مسافرت استفاده می شوند.
