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Aviones Supersónicos Español
Actualmente, un motor estatorreactor supersónico se está sometiendo a pruebas comerciales en muchos países. El Centro Supersónico de la Universidad de Queensland en Australia realizará las primeras pruebas de este motor a finales de junio y principios de julio de este año. El prototipo de motor utilizado en el experimento utiliza un flujo de aire de alta velocidad para encender hidrógeno libre de contaminación y cuesta más de 6,543,8 millones de dólares australianos.
Sin embargo, los expertos señalan que el mayor uso de los aviones supersónicos no tripulados es en el ejército.
El actual récord de velocidad de vuelo lo estableció el avión estadounidense X-15 en octubre de 1967 a Mach 6,7. Sin embargo, el X-15 está propulsado por cohetes y lleva su propio combustible y oxidante. El motor del X-43A respira aire. El avión transporta hidrógeno como combustible y absorbe oxígeno de la atmósfera para realizar una combustión mixta. El avión que respira aire más rápido actualmente es el avión de reconocimiento estadounidense Sr-71 "Blackbird". La velocidad de vuelo es de aproximadamente Mach 3,1. Estados Unidos también está desarrollando el avión de reconocimiento de alta velocidad "Leona", cuya estructura es diferente de la de los aviones y naves espaciales existentes. Ha realizado múltiples vuelos de prueba a velocidades de Mach 4,5-6. Se dice que reemplazará al avión de reconocimiento SR-71 y podrá realizar misiones tanto de reconocimiento como de ataque.
La Compañía Nacional de Aeronáutica y del Espacio de Francia y el Instituto de Aeronáutica y Astronáutica están desarrollando un avión de reconocimiento no tripulado de gran altitud y velocidad, con una velocidad de Mach 6 a Mach 8 y un alcance de 2.000 kilómetros. A una altitud de 30 a 35 kilómetros, puede realizar una variedad de tareas, como la recopilación de inteligencia electrónica, y es especialmente bueno en el reconocimiento de posiciones de defensa aérea enemigas extranjeras dentro del horizonte.
El caza supersónico ligero desarrollado por la Autoridad de Desarrollo Aeronáutico de la India realizó con éxito su primer vuelo de prueba en junio y octubre de este año.
Cómo los aviones supersónicos generan un potente empuje
Velocidad del sonido: La velocidad del sonido es de aproximadamente 340 metros por segundo. Mach: Unidad de velocidad ultraalta La relación entre la velocidad de un objeto y la velocidad del sonido es Mach o número de Mach. Subsónico: Velocidad inferior a 65438 Mach+0. Supersónico: Velocidades entre Mach 1 y Mach 5. Hipersónico: velocidad superior a Mach 5.
Los aviones hipersónicos utilizan motores estatorreactores de combustión supersónica, que son motores estatorreactores. ¿Cuál es el principio del motor ramjet del Rennes francés? Roland lo propuso en 1913 y fue utilizado por primera vez por Alemania en el misil V-1 en 1939. Un motor ramjet consta de una entrada, una cámara de combustión y una boquilla de propulsión, y es mucho más simple que un motor turborreactor. La rampa es el proceso mediante el cual el flujo de aire entrante se ralentiza y aumenta la presión estática después de que ingresa al motor. Este proceso no requiere rotación de alta velocidad ni compresores complejos. Después de la expansión y desaceleración, el flujo de aire de alta velocidad ingresará a la cámara de combustión y quemará con el combustible después de que aumenten la presión del aire y la temperatura. La temperatura es de 2000-2200 ℃ o incluso más. Después de acelerar la expansión, será expulsada de la boquilla a alta velocidad, generando empuje.
Los motores Ramjet se dividen actualmente en tres categorías: subsónicos, supersónicos y de combustión supersónica (o hipersónica). El motor estatorreactor subsónico utiliza queroseno de aviación como combustible, utiliza una entrada que se expande y una boquilla que se contrae, y la relación de aumento de presión durante el vuelo no es superior a 1,89. Generalmente no puede funcionar cuando la velocidad es inferior a Mach 0,5. El motor ramjet supersónico utiliza una entrada supersónica, la entrada de la cámara de combustión es un flujo de aire subsónico y se utiliza una boquilla convergente o divergente. Utilice queroseno de aviación o hidrocarburos como combustible. La velocidad de propulsión es de Mach 2 a Mach 5 y puede utilizarse para drones supersónicos y misiles tierra-aire. El motor de combustión supersónica (hipersónico) es un nuevo tipo de motor que utiliza combustible de hidrocarburos o combustible de hidrógeno líquido. El caudal de aire en el motor es siempre supersónico y la velocidad de vuelo es de Mach 5 a Mach 16.
La diferencia entre aviones supersónicos y motores a reacción
El motor a reacción más común utilizado en los aviones a reacción en la actualidad es el motor a reacción turbofan. Los primeros diseños de motores a reacción con conductos externos aparecieron en la década de 1930. Los primeros motores turbofan se probaron en las décadas de 1940 y 1950. Sin embargo, debido a los muy altos requisitos de diseño y fabricación de las aspas de los ventiladores, no fue hasta la década de 1960 que se pudieron fabricar aspas de ventilador que cumplieran con los requisitos de los motores turbofan, iniciando así la etapa práctica de los motores turbofan.
Un motor a reacción turbofan consta de una entrada de aire, un compresor, una cámara de combustión, una turbina y una boquilla de cola. El motor primero utiliza un compresor de aire para comprimir el aire que ingresa al motor. El aire comprimido y el combustible se mezclan y encienden, y luego el gas explota para impulsar el avión hacia adelante. El turboventilador trasero está sobre el mismo cojinete que el compresor delantero.
Los motores de combustión supersónicos son diferentes de los motores a reacción turbofan. De hecho, también es diferente de un motor de cohete. Aunque el cohete de múltiples etapas tiene una velocidad extremadamente alta de hasta 20 Dommach, transporta todo el combustible, por lo que bajo el mismo volumen su carga útil es menor que la de un avión equipado con un motor estatorreactor de combustión supersónica.
Editado el 12 de junio de 2009
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¿Por qué los aviones supersónicos pueden volverse supersónicos?
Los aviones supersónicos producirán un fenómeno llamado "boom sónico" cuando vuelen cerca de la velocidad del sonido. El principio es que cuando un avión vuela a una velocidad cercana a la velocidad del sonido, el ruido generado por el fuselaje del avión no puede extenderse hacia la parte delantera del avión fuera del avión, pero la energía del ruido se acumula en forma de ondas alrededor del frente. de la aeronave. Cuando esta acumulación alcance una cierta intensidad, se producirá un sonido similar al de un trueno. Esto es como almacenar primero el ruido de un avión y luego liberarlo inmediatamente. Se dice que el ruido es tan fuerte que puede matar algunas aves y ganado. Pero cuando el avión excede la velocidad del sonido, el avión siempre deja atrás el ruido, por lo que la situación de "acumulación de ruido" vuelve a desaparecer. Creo que lo que dice el cartel debería hacerse después de considerar el impacto del consumo de combustible y el ruido. Es decir, la velocidad del sonido provocará un estallido sónico, que tendrá un impacto negativo en el suelo por el que pasa. Si es inferior a la velocidad del sonido, la economía de combustible no es buena para los aviones supersónicos, por lo que es más factible estipular que debe volar por encima de la velocidad del sonido.
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Principios de los aviones supersónicos
Aviones supersónicos Actualmente, un motor estatorreactor supersónico se encuentra en pruebas comerciales en varios países. El Centro Supersónico de la Universidad de Queensland en Australia realizará las primeras pruebas de este motor a finales de junio y principios de julio de este año. El prototipo de motor utilizado en el experimento utiliza un flujo de aire de alta velocidad para encender hidrógeno libre de contaminación y cuesta más de 6,5438 millones de dólares australianos. Sin embargo, los expertos señalan que el mayor uso de los aviones supersónicos no tripulados es en el ejército. El récord actual de velocidad de vuelo lo estableció el avión estadounidense X-15 en 1967 10, Mach 6,7. Sin embargo, el X-15 está propulsado por cohetes y lleva su propio combustible y oxidante. El motor del X-43A respira aire. El avión transporta hidrógeno como combustible y absorbe oxígeno de la atmósfera para realizar una combustión mixta. El avión que respira aire más rápido actualmente es el avión de reconocimiento estadounidense Sr-71 "Blackbird". La velocidad de vuelo es de aproximadamente Mach 3,1. Estados Unidos también está desarrollando el avión de reconocimiento de alta velocidad "Leona", cuya estructura es diferente de la de los aviones y naves espaciales existentes. Ha realizado varios vuelos de prueba a velocidades de Mach 4,5-6. Se dice que reemplazará al avión de reconocimiento SR-71 y podrá realizar misiones tanto de reconocimiento como de ataque. La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de Francia y el Instituto de Aeronáutica y Astronáutica están desarrollando un avión de reconocimiento no tripulado de gran altitud y alta velocidad con una velocidad de Mach 6 a Mach 8 y un alcance de 2.000 kilómetros. A una altitud de 30 a 35 kilómetros, puede realizar una variedad de tareas, como la recopilación de inteligencia electrónica, y es especialmente bueno en el reconocimiento de posiciones de defensa aérea enemigas extranjeras dentro del horizonte. El caza supersónico ligero desarrollado por la Autoridad de Desarrollo Aeronáutico de la India realizó con éxito su primer vuelo de prueba en junio y octubre de este año. Cómo los aviones supersónicos generan un potente empuje Velocidad del sonido: La velocidad del sonido es de unos 340 metros por segundo.
Mach: Unidad de velocidad ultraalta. La relación entre la velocidad de un objeto y la velocidad del sonido es Mach o número de Mach. Subsónico: Velocidad inferior a 65438 Mach+0. Supersónico: Velocidades entre Mach 1 y Mach 5. Hipersónico: velocidad superior a Mach 5. Los aviones hipersónicos utilizan motores estatorreactores de combustión supersónica, que son motores estatorreactores. ¿Cuál es el principio del motor estatorreactor del Rennes francés? Roland lo propuso en 1913 y fue utilizado por primera vez por Alemania en el misil V-1 en 1939. Un motor ramjet consta de una entrada, una cámara de combustión y una boquilla de propulsión, y es mucho más simple que un motor turborreactor. La rampa es el proceso mediante el cual el flujo de aire entrante se ralentiza y aumenta la presión estática después de que ingresa al motor. Este proceso no requiere rotación de alta velocidad ni compresores complejos. Después de la expansión y desaceleración, el flujo de aire de alta velocidad ingresará a la cámara de combustión y quemará con el combustible después de que aumenten la presión del aire y la temperatura. La temperatura es de 2000-2200 ℃ o incluso más. Una vez acelerada la expansión, será expulsada de la boquilla a alta velocidad, generando empuje. Los motores Ramjet se dividen actualmente en tres categorías: subsónicos, supersónicos y de combustión supersónica (o hipersónica). El motor estatorreactor subsónico utiliza queroseno de aviación como combustible, utiliza una entrada que se expande y una boquilla que se contrae, y la relación de aumento de presión durante el vuelo no es superior a 1,89. Generalmente no puede funcionar cuando la velocidad es inferior a Mach 0,5. El motor ramjet supersónico utiliza una entrada supersónica, la entrada de la cámara de combustión es un flujo de aire subsónico y se utiliza una boquilla convergente o divergente. Utilice queroseno de aviación o hidrocarburos como combustible. La velocidad de propulsión es de Mach 2 a Mach 5 y puede utilizarse para drones supersónicos y misiles tierra-aire. El motor de combustión supersónica (hipersónico) es un nuevo tipo de motor que utiliza combustible de hidrocarburos o combustible de hidrógeno líquido. El caudal de aire en el motor es siempre supersónico y la velocidad de vuelo es de Mach 5 a Mach 16. La diferencia entre aviones supersónicos y motores a reacción El motor a reacción más común utilizado en los aviones a reacción en la actualidad es el motor a reacción turbofan. Los primeros diseños de motores a reacción con conductos externos aparecieron en la década de 1930. Los primeros motores turbofan se probaron en las décadas de 1940 y 1950. Sin embargo, debido a los muy altos requisitos para el diseño y fabricación de aspas de ventilador, no fue hasta la década de 1960 que se pudieron fabricar aspas de ventilador que cumplieran con los requisitos de los motores turbofan, iniciando así la etapa práctica de los motores turbofan. Un motor a reacción turbofan consta de una entrada de aire, un compresor, una cámara de combustión, una turbina y una boquilla de cola. El motor primero utiliza un compresor de aire para comprimir el aire que ingresa al motor. El aire comprimido y el combustible se mezclan y encienden, y luego el gas explota para impulsar el avión hacia adelante. El turboventilador trasero está sobre el mismo cojinete que el compresor delantero. Los motores de combustión supersónicos son diferentes de los motores a reacción turbofan. De hecho, también es diferente de un motor de cohete. Aunque el cohete de múltiples etapas tiene una velocidad extremadamente alta de hasta 20 Dommach, transporta todo el combustible, por lo que bajo el mismo volumen su carga útil es menor que la de un avión equipado con un motor scramjet.
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¿Por qué los aviones pueden volar? ¿Qué principio?
Un avión es una aeronave más pesada que el aire que vuela en la atmósfera. Está propulsada por una planta motriz y se eleva mediante alas fijas. Es más pesado que el aire y no puede batir sus alas como un pájaro, pero un avión puede elevarse en el aire. Resulta que las alas del avión no son planas, sino convexas hacia arriba. De esta manera, cuando el avión avanza horizontalmente, el flujo de aire que se aproxima generará sustentación hacia arriba en las alas, lo que hará que el avión se eleve en el aire. Cuanto más rápido vuela el avión, mayor es el área del ala y mayor es la sustentación que genera. Por lo tanto, el avión necesita recorrer una cierta distancia en la pista del aeropuerto antes de despegar. El avión no puede volar a un lugar sin aire. Los primeros aviones avanzaban gracias a la tracción generada por la rotación de la hélice en la parte delantera del fuselaje. Las hélices no producen mucha tracción y el avión no se mueve muy rápido. El 27 de agosto de 1939, el primer avión a reacción realizó con éxito su primer vuelo, aumentando considerablemente la velocidad de los aviones. El motor a reacción comprime el aire inhalado y luego lo mezcla con combustible para formar gas de alta temperatura y alta presión, que se rocía hacia atrás para generar una poderosa fuerza motriz, lo que permite que el avión vuele a altas velocidades. Ahora los aviones pueden volar a varias veces la velocidad del sonido en el aire (340 metros por segundo). Sólo se necesitan una docena de horas para volar un avión de este tipo alrededor del ecuador de la Tierra. Estos aviones se denominan aviones supersónicos. La fabricación de aviones supersónicos no solo requiere motores a reacción avanzados, sino que también tiene altos requisitos en cuanto a materiales de fabricación y diseño de apariencia de aviones. Es una tecnología muy compleja. Además de los aviones de combate avanzados y los aviones de reconocimiento, algunos aviones de pasajeros grandes también son aviones supersónicos.
Sin embargo, los aviones de hélice no han sido eliminados y siguen desempeñando un papel importante en muchos trabajos que no requieren vuelos de alta velocidad (como la fumigación de pesticidas y la prevención de incendios forestales)
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¿Qué es un avión subsónico y cuál es su principio de vuelo? ¿Qué tan rápido vuela?
Un avión que vuela en la atmósfera con un número de Mach inferior a 0,8 (ver velocidad de vuelo). No hay ondas de choque cuando un avión vuela a velocidades subsónicas y los principales factores que afectan sus características aerodinámicas son la viscosidad y la separación del flujo de aire. Cuando el número de Mach es superior a 0,3, se debe considerar el efecto de la compresibilidad del aire. En el área de vuelo de m = 0,3 ~ 0,8, tanto el número de Reynolds como el número de Mach afectan las características aerodinámicas de la aeronave, por lo que se requiere una corrección de compresibilidad. Cuando un avión vuela con un ángulo de ataque pequeño, la resistencia por fricción superficial es la parte principal de la resistencia del avión. Para reducir la resistencia, es deseable que el flujo de aire sobre la superficie del ala permanezca laminar. Cuando se vuela con un ángulo de ataque alto, es necesario retrasar la separación del flujo de aire para evitar una pérdida. Generalmente, la velocidad máxima de vuelo de los aviones subsónicos está limitada al número crítico de Mach (el número de flujos entrantes en los que la velocidad máxima en superficie del avión alcanza la velocidad local del sonido). Los principales requisitos para el rendimiento de una aeronave son una gran relación de sustentación y resistencia y un alto coeficiente de sustentación máxima. Cuando se vuela a altas velocidades subsónicas (m = 0,8 ~ 0,9), el requisito de reducir el coeficiente de resistencia mínimo es aún más importante. Cuando los aviones supersónicos vuelan a velocidades subsónicas, además de algunas limitaciones de rendimiento, el objetivo principal es ahorrar combustible. Se pueden utilizar para despegue, ascenso, crucero, espera, descenso y regreso, aterrizaje, formación y algunos vuelos acrobáticos. Las características del diseño aerodinámico y el diseño del sistema de control de los aviones supersónicos a menudo afectan sus características de vuelo subsónico, como la velocidad de despegue, la velocidad de aterrizaje, la velocidad de planeo de aterrizaje, la velocidad de planeo y el ángulo de planeo, etc., son todas mayores que las de los aviones subsónicos. , por lo que la distancia de rodaje de despegue y aterrizaje aumenta considerablemente, lo que requiere una pista más larga. En vuelo subsónico alto, la aeronave es demasiado sensible al control longitudinal y es propensa a cabecear y balancearse involuntariamente. La estabilidad estática lateral en el estado de aterrizaje es demasiado grande, lo que hace que la aeronave responda mejor a pequeñas perturbaciones externas y controles longitudinales, y demasiado sensible a los vientos cruzados.
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Los aviones de combate supersónicos son varias veces más rápidos que la velocidad del sonido. ¿Por qué pueden alcanzar la velocidad supersónica?
Red de información tecnológica CNET 165438+18 de octubre Informe internacional Después de un retraso de un día, la NASA voló un avión experimental propulsado por cohetes a casi 7,000 millas por hora El avión rompió el récord de velocidad de vuelo. El vuelo de prueba del "motor scramjet" X-43A fue el tercero y el más audaz de una serie de vuelos de prueba. El segundo vuelo de prueba alcanzó las 5.000 mph y el primer vuelo de prueba fue cancelado debido a problemas con el cohete propulsor. El vuelo del martes alcanzó Mach 10, unas diez veces la velocidad del sonido. El objetivo de esta prueba es comprobar las capacidades del motor supersónico y el rendimiento del avión a velocidades extremadamente altas. Los investigadores de la NASA declararon que la prueba fue un éxito. Los diferentes motores a reacción suelen utilizar rotores internos para comprimir el aire, pero el motor X-43 se diferencia fundamentalmente de este. Un scramjet actúa como una simple tubería: toma aire a través de una entrada grande y lo expulsa a través de un canal mucho más estrecho. El avión cohete fue transportado primero por un bombardero B-52 a una altitud inicial de 40.000 pies y luego fue separado. Luego, el cohete empujó el avión a una altitud máxima de 110.000 pies. Luego, el cohete y el avión se separaron y el avión voló por sus propios medios. Volando a Mach 10, puedes volar de Washington a Los Ángeles en aproximadamente media hora.
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