Subsonic vs Supersonic
Ilmavirran nopeudella on ratkaiseva rooli ilmavirran ominaisuuden määrittämisessä. Alhaisilla nopeuksilla virtaavaa ilmaa voidaan pitää viskoosina nesteenä, jolla on kokoonpuristumattomia ominaisuuksia, kuten vettä. Kun ilmavirran nopeus kasvaa, kokoonpuristuvuuteen liittyvät ominaisuudet muuttuvat merkittävästi, mikä johtaa muutokseen aerodynaamisissa voimissa kehon ympärillä virtauksen sisällä.
Suhteellisen liikkeen yhteydessä ilma-alusta voidaan pitää ilmavirrassa paikallaan olevana kappaleena analyyttisiä tarkoituksia varten. Lentokoneen nopeudesta tulee ilmavirran suhteellinen nopeus, jota käytetään yleisesti ilmanopeudena. Ilma-alus, joka on suunniteltu lentämään alle äänen nopeuden, tunnetaan aliäänilentokoneina, kun taas äänen nopeutta nopeammin lentämään suunniteltu lentokone tunnetaan yliäänilentokoneeksi. Tämä nopeus ilmaistaan yleensä Mach-luvulla (M), joka on ilman nopeuden ja äänen nopeuden välinen suhde. Jos lentokone on ääntä hitaampi, sen enimmäisnopeus on alle 1 (M 1).
Lisätietoja Subsonic Aircraftista
Suurin osa valmistetuista lentokoneista on ääntä hitaampia lentokoneita, jotka on suunniteltu lentämään alle 0,8 Machin. Pienillä kevyillä lentokoneilla on pienempi Mach-luku, joka on noin 0,2 Mach. Liikesuihkukoneet ja kaupalliset lentokoneet voivat lentää enintään 0,85 Machin nopeuksilla.
Kevyet aliäänilentokoneet käyttävät voimalaitoksena mäntämoottoreita, kun taas liikesuihkukoneet ja kaupalliset lentokoneet käyttävät potkuriturbimoottoreita tai korkean ohituksen turbopuh altimia. Rakenteellisesti lentokoneen rungon kuormitus vaihtelee lentokoneesta toiseen. Siivet ovat yleensä suorat tai matalalla pyyhkäisykulmalla. Lentokoneen kuori on rakennettu alumiinista ja lentokoneen runko voi koostua alumiinista ja teräksestä. Komposiittimateriaalitekniikan edistymisen myötä käyttöön otetaan kuituvahvisteisia komposiittimateriaaleja, joilla on suuri lujuus ja paino.
Lisätietoja Supersonic Aircraftista
Superääninen järjestelmä on jaettu myös yliääniluokkaan (1<M<3), korkeaan yliääneen (3<M5).
Supersonic-koneet ovat enimmäkseen sotilaslentokoneita, jotka on suunniteltu taisteluun (esim. F-15E, Su 27, Dassault Rafale, Eurofighter Typhoon). Ne käyttävät voimalaitoksena matalan ohituksen turbopuhallinmoottoreita, ja rakenne on suunniteltu kestämään yliäänenopeuksilla esiintyvää tärinää ja kuormitusta.
Lentokoneen runko on enimmäkseen valmistettu korkealaatuisesta titaanista ja alumiinista, jotta se kestää suuren kuormituksen liikkeissä ja vaurioita taistelun aikana. Lentokoneen runko on aerodynaamisesti optimoitu minimoimaan kokoonpuristuvuus- ja vastustusvaikutukset. Paikallinen ilman tiheys vaihtelee shokkia altojen, laajenemisen ja virtauksen tukehtumisen vuoksi, mikä johtaa dramaattiseen muutokseen aliäänilento-olosuhteista.
Supersonic Transport (SST) on toteutettu, mutta kallis lentohaaste. Vain kahden tyyppisiä yliäänikulkuneuvoja on koskaan rakennettu, ja molemmat ylittivät keskimääräiset lennon kustannukset. Ne ovat Concorde ja Tu-144, jotka on suunniteltu matkustajalentokoneiksi, mutta käyttö keskeytettiin korkeiden kustannusten vuoksi.
Korkean yliäänen lentokoneet ovat enimmäkseen tiedustelulentokoneita, ja hypersonic-koneet ovat erittäin kokeellisia lentokoneita (avaruussukkulaa lukuun ottamatta).
Mitä eroa on Subsonicilla ja Supersonicilla?
• Aliääninopeudet lentävät alle äänennopeuden, kun taas yliäänikoneet lentävät ääntä nopeammin.
• Yliäänilentokoneissa käytetään propulsiojärjestelmänä matalan ohituksen turbotuulettimen moottoreita, kun taas aliäänilentokoneissa käytetään potkurikäyttöisiä mäntämoottoreita, potkuriturbimoottoreita tai korkean ohituksen tuulettimen moottoreita.
• Yliäänilentokoneissa käytetään pyyhkäisyjä tai deltasiipiä, kun taas ääntä alinopeudella toimivat lentokoneet käyttävät suoria siipiä tai siipiä pienemmällä pyyhkäisykulmalla.
• Yliäänilentokoneita valmistetaan pääosin titaanista, kun taas ääntä alinopeudella toimivat lentokoneet on rakennettu titaanista, alumiinista ja hiilikuituvahvisteisista polymeereistä tai muista komposiittimateriaaleista.
• Yleensä yliäänikoneet ovat sotilaslentokoneita, joita käytetään taistelu- tai tiedusteluoperaatioissa, kun taas ääntä hitaampia lentokoneita käytetään kuljetuksiin ja matkustamiseen.
