Subsonic және Supersonic
Ауа ағынының жылдамдығы ауа ағынының сипаттамасын анықтауда шешуші рөл атқарады. Төмен жылдамдықпен ағып жатқан ауаны су сияқты сығылмайтын қасиеттері бар тұтқыр сұйықтық ретінде қарастыруға болады. Ауа ағынының жылдамдығы жоғарылағанда, сығымдауға қатысты қасиеттер айтарлықтай өзгереді, нәтижесінде ағын ішіндегі дененің айналасындағы аэродинамикалық күштер өзгереді.
Салыстырмалы қозғалыс контекстінде ұшақты аналитикалық мақсаттар үшін ауа ағынында қозғалмайтын дене ретінде қарастыруға болады. Әуе кемесінің жылдамдығы әдетте әуе жылдамдығы ретінде қолданылатын ауа ағынының салыстырмалы жылдамдығына айналады. Дыбыс жылдамдығынан төмен ұшуға арналған ұшақ дыбыстан төмен ұшақ деп аталады, ал дыбыс жылдамдығынан жылдам ұшуға арналған ұшақ дыбыстан жоғары ұшақ деп аталады. Бұл жылдамдық әдетте ауа жылдамдығы мен дыбыс жылдамдығы арасындағы қатынас болып табылатын Мах санымен (M) көрсетіледі. Егер әуе кемесі дыбыстан төмен болса, оның максималды жылдамдығы 1-ден (M 1) аз болады.
Дыбыстан төмен ұшақтар туралы толығырақ
Өндірілетін ұшақтардың көпшілігі 0,8 Mach төмен ұшуға арналған дыбыстан төмен ұшақтар. Шағын жеңіл ұшақтардың Мах сандары төмен, бұл шамамен 0,2 Mach. Бизнес ұшақтар мен коммерциялық әуе лайнерлері максималды жылдамдықпен 0,85 махқа дейін ұша алады.
Жеңіл салмақты дыбыстан төмен ұшақтар электр станциясы ретінде поршеньді қозғалтқыштарды пайдаланады, ал бизнес ұшағы мен коммерциялық ұшақтар турбовинтті немесе жоғары айналмалы турбожелдеткіш қозғалтқыштарды пайдаланады. Құрылымдық жағынан ұшақ корпусындағы жүктеме ұшақтан ұшаққа дейін өзгереді. Қанаттар әдетте түзу немесе төмен сырғыту бұрышы бар. Ұшақтың қабығы алюминийден жасалған және корпусы алюминий мен болаттан тұруы мүмкін. Композиттік материал технологиясының дамуымен жоғары беріктігі мен салмағы аз талшықты арматураланған композициялық материалдар енгізілді.
Дыбыстан жоғары ұшақ туралы толығырақ
Дыбыстан жоғары режим сонымен қатар дыбыстан жоғары (1<M<3), жоғары дыбыстан жоғары (3<M5) сыныптарға бөлінеді.
Дыбыстан жоғары ұшақтар негізінен ұрысқа арналған әскери ұшақтар (мысалы, F-15E, Su 27, Dassault Rafale, Eurofighter Typhoon). Олар электр станциясы ретінде төмен айналмалы турбожелдеткіш қозғалтқыштарды пайдаланады және құрылым дыбыстан жоғары жылдамдықта болатын тербелістерге және жүктемелерге төтеп беруге арналған.
Ұшақтың корпусы негізінен маневрлер кезіндегі жоғары жүктемеге және ұрыс кезіндегі зақымға төтеп беру үшін жоғары сортты титан мен алюминийден жасалған. Сығылу әсерлері мен сүйреу әсерлерін азайту үшін ұшақ корпусы аэродинамикалық оңтайландырылған. Жергілікті ауа тығыздығы соққы толқындарына, кеңеюге және ағынның тұншығуына байланысты өзгеріп отырады, бұл дыбыстан тыс ұшу жағдайларынан күрт өзгереді.
Supersonic Transport (SST) – жүзеге асырылған, бірақ қымбат, авиациялық сынақ. Дыбыстан жоғары көліктің екі түрі ғана жасалды және екеуі де ұшудың орташа құнынан асып түсті. Бұл Конкорд және Ту-144, жолаушылар ұшағы ретінде жасалған, бірақ жоғары шығындарға байланысты пайдалану тоқтатылды.
Дыбыс жылдамдығы жоғары ұшақтар негізінен барлаушы ұшақтар, ал гипердыбыстық ұшақтар жоғары тәжірибелік ұшақтар болып табылады (ғарыштық шаттлдан басқа).
Дыбыс асты мен дыбысты дыбыстың айырмашылығы неде?
• Дыбыстан төмен ұшақтар дыбыс жылдамдығынан төмен ұшады, ал дыбыстан жоғары ұшақтар дыбыс жылдамдығынан жылдамырақ ұшады.
• Дыбыстан жоғары ұшақтар қозғаушы жүйе ретінде төмен айналмалы турбожелдеткіш қозғалтқыштарды пайдаланады, ал дыбыстан төмен ұшақтар бұрандамен басқарылатын поршеньді қозғалтқыштарды, турбовинтті қозғалтқыштарды немесе жоғары айналмалы турбовентильді қозғалтқыштарды пайдаланады.
• Дыбыстан жоғары ұшақтар сыпырылған қанаттар немесе үшбұрышты қанаттарды пайдаланады, ал дыбыстан төмен ұшақтар тік қанаттарды немесе кішірек бұрылу бұрышы бар қанаттарды пайдаланады.
• Дыбыстан жоғары ұшақтар негізінен титаннан жасалған, ал дыбыстан төмен ұшақтар титан, алюминий және көміртекті талшықты күшейтілген полимерлер немесе басқа композициялық материалдардан жасалған.
• Әдетте дыбыстан жоғары ұшақтар ұрыс немесе барлау операциялары үшін пайдаланылатын әскери ұшақтар, ал дыбыстан төмен ұшақтар көлік пен саяхат үшін пайдаланылады.
