Überschallgeschwindigkeit ist eine Rate des Reisens eines Gegenstands, der die Geschwindigkeit des Tons (Mach 1) überschreitet. Für Gegenstände, die in trockener Luft einer Temperatur von 20 °C (68 °F) reisen, ist diese Geschwindigkeit etwa 343 m/s, 1,125 ft/s, 768 Meilen pro Stunde oder 1,235 kph. Geschwindigkeiten, die größer sind als fünfmal die Geschwindigkeit des Tons (Mach 5), werden häufig Hyperschall-genannt. Flug, während dessen nur einige Teile der Luft um einen Gegenstand, wie die Enden von Rotor-Klingen, Überschallgeschwindigkeiten erreichen, wird transonic genannt. Das kommt normalerweise irgendwo zwischen Mach 0.8 und Mach 1.2.3 vor

Töne reisen Vibrationen in der Form von Druck-Wellen in einem elastischen Medium. In Benzin reist Ton längs gerichtet mit verschiedenen Geschwindigkeiten, größtenteils abhängig von der molekularen Masse und Temperatur des Benzins, und Druck hat wenig Wirkung. Seit der Lufttemperatur und Zusammensetzung ändert sich bedeutsam mit der Höhe, Machzahlen für das Flugzeug können sich trotz einer unveränderlichen Reisegeschwindigkeit ändern. In Wasser bei der Raumtemperatur kann Überschallgeschwindigkeit als jede Geschwindigkeit betrachtet werden, die größer ist als 1,440 m/s (4,724 ft/s). In Festkörpern können Schallwellen längs gerichtet oder schräg polarisiert werden und noch höhere Geschwindigkeiten haben.

Überschallbruch ist Sprungbewegung schneller als die Geschwindigkeit des Tons in einem spröden Material.

Überschallgegenstände

Modernstes Kampfflugzeug ist Überschall-, aber es hat Überschallpersonenflugzeug, nämlich Concorde und der Tupolev Tu-144 gegeben. Sowohl diese Personenflugzeuge als auch einige moderne Kämpfer sind auch zur Supervergnügungsreise, einer Bedingung des anhaltenden Überschallflugs ohne den Gebrauch eines Nachbrenners fähig. Wegen seiner Fähigkeit, seit mehreren Stunden und der relativ hohen Frequenz des Flugs im Laufe mehrerer Jahrzehnte eine Kreuzfahrt superzumachen, hat Concorde mehr Zeit verbracht, Überschall-fliegend, als ganzes anderes durch einen beträchtlichen Rand verbundenes Flugzeug. Seit dem Endruhestandsflug von Concorde am 26. November 2003 gibt es kein Überschallpersonenflugzeug verlassen im Betrieb. Einige große Bomber, wie der Tupolev Tu-160 und Rockwell/Boeing B-1B sind auch überschallfähig.

Die meisten modernen Schusswaffe-Kugeln sind mit Gewehr-Kugeln Überschall-, häufig mit Geschwindigkeiten nähernd und in einigen Fällen gut außerordentliches Mach 3 reisend.

Der grösste Teil des Raumfahrzeugs, am meisten namentlich Raumfähre ist mindestens während Teile ihres Wiedereintritts Überschall-, obwohl die Effekten auf das Raumfahrzeug durch den niedrigen Luftdruck reduziert werden. Während des Aufstiegs vermeiden Boosterraketen allgemein, Überschall-unten 30 km (~98.400 Fuß) zu gehen, um Luftschinderei zu reduzieren.

Bemerken Sie dass die Geschwindigkeit von gesunden Abnahmen etwas mit der Höhe, erwartet, Temperaturen gefunden dort (normalerweise bis zu 25 km) zu senken. An noch höheren Höhen fängt die Temperatur an, mit der entsprechenden Zunahme in der Geschwindigkeit des Tons zuzunehmen.

Eine Welle, die durch eine männliche Peitsche reist, ist auch dazu fähig, Überschallgeschwindigkeiten zu erreichen.

Überschallflug

Überschallaerodynamiken sind einfacher als Unterschall-, weil der airsheets an verschiedenen Punkten entlang dem Flugzeug häufig einander nicht betreffen kann. Überschallstrahlen und Rakete-Fahrzeuge verlangen mehrere Male, dass größerer Stoß die Extraschinderei durchführt, die innerhalb des transonic Gebiets (um das Mach 0.85-1.2) erfahren ist. Mit diesen Geschwindigkeiten können Raumfahrtingenieure Luft um den Rumpf des Flugzeuges freundlich führen, ohne neue Stoß-Wellen zu erzeugen, aber jede Änderung im bösen Schnittgebiet weiter unten das Fahrzeug führt, um Wellen entlang dem Körper zu erschüttern. Entwerfer verwenden die Überschallbereichsregel und die Bereichsregel von Whitcomb, plötzliche Änderungen in der Größe zu minimieren.

Jedoch, in praktischen Anwendungen, wird ein Überschall-Luftfahrzeug stabil sowohl in Unterschall-als auch in Überschallprofilen funktionieren müssen, folglich ist aerodynamisches Design komplizierter.

Ein Problem mit dem anhaltenden Überschallflug ist die Generation der Hitze im Flug. Mit hohen Geschwindigkeiten kann aerodynamische Heizung vorkommen, so muss ein Flugzeug entworfen werden, um zu funktionieren und unter sehr hohen Temperaturen zu fungieren. Duralumin, das traditionelle Flugzeugsmaterial, fängt an, Kraft zu verlieren und in Plastikdeformierung bei relativ niedrigen Temperaturen einzutreten, und ist für den dauernden Gebrauch mit Geschwindigkeiten über dem Mach 2.2 zu 2.4 unpassend. Materialien wie Titan und rostfreier Stahl erlauben Operationen bei viel höheren Temperaturen. Zum Beispiel konnte das SR-71 Amsel-Strahl unaufhörlich am Mach 3.1 fliegen, während einige Teile oben 315°C (600°F) waren.

Ein anderes Gebiet der Sorge für die fortlaufende Hochleistungsoperation ist die Motoren. Düsenantriebe schaffen gestoßen durch die Erhöhung der Temperatur der Luft, die sie aufnehmen, und weil das Flugzeug beschleunigt, heizen Reibung und Kompression diese Luft, bevor es die Motoren erreicht. Die maximale Temperatur des Auslassventils wird durch die Materialien in der Turbine an der Hinterseite des Motors so bestimmt, weil das Flugzeug den Unterschied in der Aufnahme und Auspufftemperatur beschleunigt, kann der Motor Abnahmen und den Stoß zusammen damit herausziehen. Luftkühlung das Turbinengebiet, um Operationen bei höheren Temperaturen zu erlauben, war eine Schlüssellösung, diejenige, die fortgesetzt hat, sich im Laufe der 1950er Jahre und auf bis jetzt zu verbessern.

Aufnahme-Design war auch ein Hauptproblem. Normale Düsenantriebe können nur Unterschallluft aufnehmen, so für die Überschalloperation muss die Luft verlangsamt werden. Rampen oder Kegel in der Aufnahme werden verwendet, um Stoß-Wellen zu schaffen, der den Luftstrom verlangsamt, bevor es den Motor erreicht. Das Tun entfernt so Energie vom Luftstrom, Schinderei verursachend. Der Schlüssel zum Reduzieren dieser Schinderei soll vielfache kleine schiefe Stoß-Wellen verwenden, aber das war schwierig, weil der Winkel sie innerhalb der Aufnahme-Änderungen mit der Machzahl machen. Um über eine Reihe von Geschwindigkeiten effizient zu funktionieren, müssen die Stoß-Wellen "abgestimmt" werden.

Ein Flugzeug, das fähig ist, seit verlängerten Perioden mit Überschallgeschwindigkeiten zu funktionieren, hat einen potenziellen Reihe-Vorteil gegenüber einem ähnlichen Design, das Unterschall-funktioniert. Der grösste Teil der Schinderei, die ein Flugzeug sieht, während die Geschwindigkeitsübertretung bis zu Überschallgeschwindigkeiten gerade unter der Geschwindigkeit des Tons wegen einer aerodynamischen als Welle-Schinderei bekannten Wirkung vorkommt. Ein Flugzeug, das sich vorbei an dieser Geschwindigkeit beschleunigen kann, sieht eine bedeutende Schinderei abnehmen, und kann Überschall-mit der verbesserten Kraftstoffwirtschaft fliegen. Jedoch wegen des Weges wird Heben Überschall-erzeugt, das Verhältnis des Hebens zur Schinderei des Flugzeuges fällt als Ganzes, führend, um Reihe zu senken, ausgleichend oder diesen Vorteil stürzend.

Der Schlüssel dazu, niedrig zu haben, soll Überschallschinderei das gesamte Flugzeug richtig gestalten, um lang und, und in der Nähe von einer "vollkommenen" Gestalt, der von Karman ogive dünn zu sein, oder Versengt Körper-Haack. Das hat fast zu jedem Überschallreiseflugzeug geführt, das sehr ähnlich jeder anderem, mit einem sehr langen und dünnen Rumpf und großen Delta-Flügeln vgl aussieht. SR-71, Concorde, usw. Obwohl nicht ideal für das Personenflugzeug dieses Formen für den Bomber-Gebrauch ziemlich anpassungsfähig ist.

Geschichte des Überschallflugs

Die schwere Forschung in die Flugzeugstechnik während des Zweiten Weltkriegs hat zur Entwicklung der ersten Rakete und des Strahlflugzeuges geführt. Nachher wurden die ersten Ansprüche, die Schallmauer zu brechen, während des Krieges erhoben. Jedoch war der erste anerkannte Flug, der die Geschwindigkeit des Tons zum ersten Mal durch ein besetztes Flugzeug im kontrollierten Horizontalflug überschreitet, am 14. Oktober 1947 in einem amerikanischen Forschungsprojekt, mit dem experimentellen Bell x-1 Forschungsraketenflugzeug, das von Charles "Chuck" Yeager geführt ist. Das erste Produktionsflugzeug, um die Schallmauer zu brechen, war ein F-86 Canadair Säbel mit der ersten 'Überschall'-Frau Pilot, Jacqueline Cochran an den Steuerungen, obwohl dieses Flugzeug mit regelmäßigen Überschallflügen im Sinn nicht entworfen wurde.

Siehe auch

• Hyperschallgeschwindigkeit
• Geschwindigkeit von Transonic
• Schallboom
• Gebiet von Whitcomb herrscht

• Überschalltragflächen

Links

• "Können Wir Jemals Fliege Schnellere Geschwindigkeit des Tons", Oktober 1944, Populäre Wissenschaft einer der frühsten Artikel über Stoß-Wellen und das Fliegen der Geschwindigkeit des Tons
• "Großbritannien Geht Überschall-", Januar 1946, Artikel Popular Science 1946, der versucht, Überschallflug zur breiten Öffentlichkeit zu erklären
• MathPages - die Geschwindigkeit des Tons
• Ton
• Gesunde Überschalldruck-Niveaus