Avión supersónico


Un avión supersónico es un avión capaz de realizar un vuelo supersónico , que es un avión capaz de volar más rápido que la velocidad del sonido ( Número de Mach 1). Los aviones supersónicos se desarrollaron en la segunda mitad del siglo XX. Los aviones supersónicos se han utilizado con fines militares y de investigación, pero solo dos aviones supersónicos, el Tupolev Tu-144 (volado por primera vez el 31 de diciembre de 1968) y el Concorde (volado por primera vez el 2 de marzo de 1969), entraron en servicio para uso civil . como aviones de pasajeros . Los aviones de combate son el ejemplo más común de aviones supersónicos.

La aerodinámica del vuelo supersónico se llama flujo comprimible debido a la compresión asociada con las ondas de choque o " boom sónico " creado por cualquier objeto que viaje más rápido que el sonido.

El primer avión que voló supersónicamente en vuelo nivelado fue el avión experimental American Bell X-1 , que estaba propulsado por un cohete de empuje de 6000 lb propulsado por oxígeno líquido y alcohol etílico. La mayoría de los aviones supersónicos han sido aviones militares o experimentales.

La investigación aeronáutica durante la Segunda Guerra Mundial condujo a la creación del primer avión propulsado por cohetes y reactores. Posteriormente surgieron varias afirmaciones de romper la barrera del sonido durante la guerra. Sin embargo, el primer vuelo reconocido que excedió la velocidad del sonido por un avión tripulado en vuelo nivelado controlado fue realizado el 14 de octubre de 1947 por el avión cohete de investigación experimental Bell X-1 pilotado por Charles "Chuck" Yeager . El primer avión de producción en romper la barrera del sonido fue un F-86 Canadair Sabre con la primera mujer piloto 'supersónica', Jacqueline Cochran , a los mandos. [1] Según David Masters, [2] el DFS 346prototipo capturado en Alemania por los soviéticos, después de ser lanzado desde un B-29 a 32800 pies (10000 m), alcanzó 683 mph (1100 km / h) a fines de 1951, lo que habría excedido Mach 1 a esa altura. El piloto en estos vuelos fue el alemán Wolfgang Ziese.

El 21 de agosto de 1961, un Douglas DC-8-43 (registro N9604Z) excedió Mach 1 en una inmersión controlada durante un vuelo de prueba en la Base de la Fuerza Aérea Edwards. La tripulación estaba formada por William Magruder (piloto), Paul Patten (copiloto), Joseph Tomich (ingeniero de vuelo) y Richard H. Edwards (ingeniero de pruebas de vuelo). [3] Este fue el primer vuelo supersónico de un avión civil que no sea el Concorde o el Tu-144 . [3]

En las décadas de 1960 y 1970, se realizaron muchos estudios de diseño de aviones supersónicos y finalmente entraron en servicio dos tipos, el soviético Tupolev Tu-144 (1968) y el anglo-francés Concorde (1969). Sin embargo, los obstáculos políticos, ambientales y económicos y un accidente fatal de Concorde impidieron que se utilizaran en todo su potencial comercial.


La interacción de las ondas de choque de dos aviones supersónicos, fotografiada por primera vez por la NASA utilizando el método Schlieren en 2019.
Un avión de reconocimiento supersónico Lockheed SR-71 Blackbird
La fuente de sonido ahora ha atravesado la barrera de la velocidad del sonido y viaja a 1,4 veces la velocidad del sonido, c (Mach 1,4). Debido a que la fuente se mueve más rápido que las ondas de sonido que crea, en realidad lidera el frente de onda que avanza. La fuente de sonido pasará por un observador estacionario antes de que el observador realmente escuche el sonido que crea.
Onda de choque cónica con su zona de contacto con el suelo en forma de hipérbola en amarillo
Patrones de flujo transónico en un perfil aerodinámico que muestra patrones de flujo en y por encima del número de Mach crítico
La fuente de sonido viaja a 1,4 veces la velocidad del sonido (Mach 1,4). Dado que la fuente se mueve más rápido que las ondas de sonido que crea, lidera el frente de onda que avanza.
Un estampido sónico producido por un avión que se mueve a M=2,92, calculado a partir del ángulo del cono de 20 grados. Un observador no escucha nada hasta que la onda de choque, en los bordes del cono, cruza su ubicación.
Ángulo de cono de Mach
Datos de la NASA que muestran la firma de la onda N. [4]
El fuselaje del Concorde tenía una proporción de finura extremadamente alta .
Modelo Aerion SBJ
Convair B-58A Hustler
Valquiria XB-70
Tupolev Tu-22M3
Lancero B-1B
Tupolev Tu-160
X-15 norteamericano