Дозвук против сверхзвука
Скорость воздушного потока играет решающую роль в определении характеристик воздушного потока. Воздух, движущийся с малыми скоростями, можно рассматривать как вязкую жидкость с несжимаемыми свойствами, подобно воде. Когда скорость воздушного потока увеличивается, свойства, связанные с сжимаемостью, значительно изменяются, что приводит к изменению аэродинамических сил вокруг тела в потоке.
В контексте относительного движения летательный аппарат можно рассматривать как тело, неподвижное в потоке воздуха, для аналитических целей. Скорость самолета становится относительной скоростью воздушного потока, обычно используемой как воздушная скорость. Самолет, предназначенный для полета со скоростью ниже скорости звука, известен как дозвуковой самолет, а самолет, предназначенный для полета со скоростью, превышающей скорость звука, известен как сверхзвуковой самолет. Эта скорость обычно выражается числом Маха (М), которое представляет собой отношение скорости воздуха к скорости звука. Если самолет дозвуковой, его максимальная скорость меньше 1 (M 1).
Подробнее о дозвуковых самолетах
Большинство производимых самолетов - это дозвуковые самолеты, рассчитанные на полеты со скоростью ниже 0,8 Маха. Небольшие легкие самолеты имеют более низкие числа Маха, которые составляют около 0,2 Маха. Бизнес-джеты и коммерческие авиалайнеры могут летать с максимальной скоростью до 0,85 Маха.
Легкие дозвуковые самолеты используют поршневые двигатели в качестве силовой установки, в то время как бизнес-джеты и коммерческие авиалайнеры используют турбовинтовые или турбовентиляторные двигатели с большим двухконтуром. Конструктивно нагрузка на планер варьируется от самолета к самолету. Крылья обычно прямые или с малым углом стреловидности. Обшивка самолета изготовлена из алюминия, а планер может состоять из алюминия и стали. С развитием технологии композитных материалов появляются композитные материалы, армированные волокном, обладающие высокой прочностью и малым весом.
Подробнее о сверхзвуковых самолетах
Сверхзвуковой режим также делится на сверхзвуковой (1<M<3), высокий сверхзвуковой (3<M5) классы.
Сверхзвуковые самолеты – это в основном военные самолеты, предназначенные для ведения боевых действий (например, F-15E, Су 27, Dassault Rafale, Eurofighter Typhoon). В качестве силовой установки они используют ТРДД малой двухконтурности, а конструкция спроектирована так, чтобы выдерживать вибрации и нагрузки, возникающие на сверхзвуковых скоростях.
Планер в основном изготовлен из высококачественного титана и алюминия, чтобы выдерживать высокие нагрузки при маневрах и повреждения во время боя. Планер был аэродинамически оптимизирован для минимизации эффектов сжимаемости и аэродинамического сопротивления. Местная плотность воздуха меняется из-за ударных волн, расширения и запирания потока, что приводит к резкому изменению условий полета по сравнению с дозвуковыми.
Сверхзвуковой транспорт (SST) - это реализованная, но дорогостоящая авиационная задача. За всю историю было построено всего два типа сверхзвукового транспорта, и оба превышали среднюю стоимость полета. Это «Конкорд» и Ту-144, спроектированные как пассажирские самолеты, но эксплуатация которых прекращена из-за больших затрат.
Высокие сверхзвуковые самолеты – это в основном самолеты-разведчики, а гиперзвуковые самолеты – это сугубо экспериментальные самолеты (за исключением космических челноков).
В чем разница между дозвуковым и сверхзвуковым?
• Дозвуковые самолеты летают ниже скорости звука, а сверхзвуковые самолеты летают быстрее скорости звука.
• Сверхзвуковые самолеты используют ТРДД с малой степенью двухконтурности в качестве силовой установки, в то время как дозвуковые самолеты используют поршневые двигатели с винтовым приводом, турбовинтовые двигатели или ТРДД с высокой степенью двухконтурности.
• На сверхзвуковых самолетах используются стреловидные крылья или треугольные крылья, а на дозвуковых самолетах используются прямые крылья или крылья с меньшим углом стреловидности.
• Сверхзвуковые самолеты в основном изготавливаются из титана, а дозвуковые - из титана, алюминия и полимеров, армированных углеродным волокном, или других композитных материалов.
• Обычно сверхзвуковые самолеты - это военные самолеты, используемые для боевых или разведывательных операций, а дозвуковые самолеты используются для транспорта и путешествий.
