Vad är effekterna av shockwaves på normala och supersoniska flygplan?

3

Vad är effekterna på planetens hastighet, det påverkar planet på planet, och orsakar chockvågor stor skada på planet.

Jag vet att flygning på Mach 1 är verkligen riskabelt, men vad är den faktiska effekten av shockwave?

    
uppsättning djk 13.10.2017 17:05

2 svar

1

Inte mycket, faktiskt strömmar chockvågan bara av planetens näsa och en chock från svansen. De strömmar bort från planet och slår inte på det.

Bildkälla

Själva chocken är den kompression som flygplanet ger på den intetanende luften framför den: störningar rör sig med ljudets hastighet, om flygplanet färdas snabbare, det finns ingen varning och luften blir plötsligt komprimerad när flygplanet anländer. Det här är chockens natur.

Mängden kompression sprids ut Det är inte en chock som en bomb exploderar, bara ett högt ljud. Flyga över Mach 1 är inte inneboende mer riskabelt än att flyga subsonic. När man försökte för 70 år sedan fanns det något oväntat beteende att stryka ut, men det är luftfart i ett nötskal för dig. En gång förstått är ett problem bara en inbjudan att hitta en lösning, och det är vad aero-killarna gjorde.

    
svaret ges 13.10.2017 17:34
1
  • Wave drag och Maximal hastighetsbegränsningar

En shockwave kan begränsa flygplanets maximala hastighet, för varje flygplatta finns det ett kritiskt Mach-värde $ M_ {crit} $ som är förknippat med en kraftig ökning av dragkoefficienten $ c_d $. Detta beror på vågdragen vilket ökar när chocken blir starkare.

För att få ett högre $ M_ {crit} $ värde (dvs. öka maxhastigheten för samma effekt eller ha samma hastighet för mindre bränsleförbrukning) superkritiska flygblad används för transportflygplan som använder en ganska platt övre yta för att fördröja och dämpa chock.

En annan indirekt effekt på hastigheten för supersoniska transportflygplan är bullerregler. I Concord år var det till exempel incidenter av trasiga fönster i närheten av flygplatsen, lämna sidan ljudbågar (har du någonsin hört ett stridsflygplan under lågpass?). Av denna anledning utförs mycket forskning för "Low Boom" optimerad supersonisk flygplan.

  • Transonicbuffé

När en shockwave-inducerad flödesseparation sker kan en flödesinstabilitet uppstå som kallas chockbuffert . Detta innebär en oscillerande dragning av chocken (tillbaka och framåt) tillsammans med en oscillering av tryckkrafter på vingen som kommer att orsaka vibrationer till hela flygplanets kropp. Detta är vanligt i flygplan i manövrering och i tidiga skeden kan det varna piloten att han / hon närmar sig stall. Vanligtvis är piloter medvetna om flygkuvertet och inuti den här vibrationen kommer sannolikt inte att skada strukturen (utanför kuvertet kan många saker hända men förlust av stabilitet och kontroll är mer sannolikt än ett stort strukturfel). I båda fallen är oscillerande belastningar kopplade till strukturell utmattning, och detta är ett annat problem.

Se publikationen

    
svaret ges 14.10.2017 05:03