دون سرعة الصوت مقابل الأسرع من الصوت
تلعب سرعة تدفق الهواء دورًا مهمًا في تحديد خاصية تدفق الهواء. يمكن اعتبار الهواء المتدفق بسرعات منخفضة بمثابة سائل لزج بخصائص غير قابلة للضغط ، مثل الماء. عندما تزداد سرعة تدفق الهواء ، تتغير الخصائص المتعلقة بانضغاطية بشكل كبير مما يؤدي إلى تغيير في القوى الديناميكية الهوائية حول الجسم داخل التدفق.
في سياق الحركة النسبية ، يمكن اعتبار الطائرة كجسم ثابت في تدفق الهواء ، للأغراض التحليلية. تصبح سرعة الطائرة هي السرعة النسبية لتدفق الهواء ، والتي تستخدم عادة كسرعة جوية.تُعرف الطائرة المصممة لتطير بسرعة أقل من سرعة الصوت بالطائرة دون سرعة الصوت ، بينما تُعرف الطائرات المصممة لتطير أسرع من سرعة الصوت بالطائرات الأسرع من الصوت. يتم التعبير عن هذه السرعة عادةً برقم Mach (M) وهو النسبة بين سرعة الهواء وسرعة الصوت. إذا كانت الطائرة دون سرعة الصوت ، تكون سرعتها القصوى أقل من 1 (M 1).
المزيد حول الطائرات دون سرعة الصوت
معظم الطائرات المنتجة هي طائرات دون سرعة الصوت ، وهي مصممة للطيران تحت 0.8 ماخ. الطائرات الصغيرة خفيفة الوزن لديها عدد أقل من Mach ، وهو حوالي 0.2 Mach. يمكن لطائرات رجال الأعمال والطائرات التجارية أن تطير بسرعات قصوى تصل إلى 0.85 ماخ.
تستخدم الطائرات خفيفة الوزن دون سرعة الصوت محركات مكبسية كمحطة لتوليد الطاقة ، بينما تستخدم طائرات رجال الأعمال والطائرات التجارية محركات توربينية أو محركات مروحية عالية الالتفافية. من الناحية الهيكلية ، يختلف التحميل على هيكل الطائرة من طائرة إلى أخرى. عادة ما تكون الأجنحة مستقيمة أو بزاوية اكتساح منخفضة.يتكون جلد الطائرة من الألومنيوم وقد يتكون هيكل الطائرة من الألمنيوم والفولاذ. مع تقدم تكنولوجيا المواد المركبة ، تم إدخال المواد المركبة المقواة بالألياف ذات القوة العالية والوزن المنخفض.
المزيد عن الطائرات الأسرع من الصوت
ينقسم النظام الأسرع من الصوت أيضًا إلى فئات أسرع من الصوت (1<M<3) ، وفوق سرعة الصوت (3<M5).
الطائرات الأسرع من الصوت هي في الغالب طائرات عسكرية مصممة للقتال (مثل F-15E و Su 27 و Dassault Rafale و Eurofighter Typhoon). يستخدمون محركات توربوفان منخفضة الالتفافية كمحطة لتوليد الطاقة ، وقد تم تصميم الهيكل لتحمل الاهتزازات والأحمال التي تحدث بسرعات تفوق سرعة الصوت.
هيكل الطائرة مصنوع في الغالب من التيتانيوم والألومنيوم عالي الجودة لتحمل الأحمال العالية في المناورات والأضرار أثناء القتال. تم تحسين هيكل الطائرة ديناميكيًا لتقليل تأثيرات الانضغاط وتأثيرات السحب. تختلف كثافة الهواء المحلي بسبب موجات الصدمة والتوسع واختناق التدفق مما يؤدي إلى تغيير جذري من ظروف الطيران دون سرعة الصوت.
النقل الأسرع من الصوت (SST) هو تحدي طيران محقق ولكنه مكلف. تم بناء نوعين فقط من وسائل النقل الأسرع من الصوت ، وكلاهما تجاوز متوسط تكلفة الرحلة. تلك هي Concorde و Tu-144 ، المصممة كطائرات ركاب ، ولكن تم التخلي عن العملية بسبب ارتفاع النفقات.
الطائرات الفائقة السرعة هي في الغالب طائرات إعادة ، والطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت هي طائرات تجريبية للغاية (باستثناء مكوك الفضاء).
ما هو الفرق بين سرعة الصوت و الأسرع من الصوت؟
• تحلق الطائرات دون سرعة الصوت بسرعة أقل من سرعة الصوت بينما تطير الطائرات الأسرع من الصوت أسرع من سرعة الصوت.
• تستخدم الطائرات الأسرع من الصوت محركات توربوفان منخفضة الالتفافية كنظام دفع ، بينما تستخدم الطائرات دون سرعة الصوت محركات مكبسية مدفوعة بمراوح أو محركات توربينية أو محركات توربوفان عالية الالتفافية.
• الطائرات الأسرع من الصوت تستخدم الأجنحة المقطوعة أو أجنحة دلتا ، بينما تستخدم الطائرات دون سرعة الصوت أجنحة مستقيمة أو أجنحة بزاوية مسح أصغر.
• الطائرات الأسرع من الصوت تصنع أساسًا من التيتانيوم ، بينما الطائرات دون سرعة الصوت تصنع من التيتانيوم والألومنيوم والبوليمرات المقواة بألياف الكربون أو غيرها من المواد المركبة.
• عادة الطائرات الأسرع من الصوت هي طائرات عسكرية تستخدم في العمليات القتالية أو الاستطلاعية ، بينما تستخدم الطائرات دون سرعة الصوت للنقل والسفر.
