Cận âm so với Siêu âm
Vận tốc của dòng khí đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định đặc tính của dòng khí. Không khí chảy ở tốc độ thấp có thể được coi là một chất lỏng nhớt có đặc tính không thể nén được, giống như nước. Khi vận tốc của dòng không khí tăng lên, các đặc tính liên quan đến khả năng nén thay đổi đáng kể dẫn đến sự thay đổi, các lực khí động học xung quanh một vật thể trong dòng chảy.
Trong bối cảnh chuyển động tương đối, máy bay có thể được coi là một vật thể đứng yên trong một luồng không khí, nhằm mục đích phân tích. Tốc độ của máy bay trở thành vận tốc tương đối của dòng không khí, thường được sử dụng là tốc độ không khí. Máy bay được thiết kế để bay dưới tốc độ âm thanh được gọi là máy bay cận âm, trong khi máy bay được thiết kế để bay nhanh hơn tốc độ âm thanh được gọi là máy bay siêu âm. Tốc độ này thường được biểu thị bằng số Mach (M) là tỷ số giữa tốc độ không khí và tốc độ âm thanh. Nếu máy bay ở trạng thái cận âm, tốc độ tối đa của nó nhỏ hơn 1 (M 1).
Thông tin thêm về Máy bay cận âm
Hầu hết các máy bay được sản xuất là máy bay cận âm, được thiết kế để bay dưới Mach 0,8. Máy bay hạng nhẹ nhỏ có chỉ số Mach thấp hơn, khoảng Mach 0,2. Máy bay phản lực thương mại và máy bay thương mại có thể bay với tốc độ tối đa lên đến Mach 0,85.
Máy bay cận âm trọng lượng nhẹ sử dụng động cơ piston làm nhà máy điện, trong khi máy bay phản lực kinh doanh và máy bay thương mại sử dụng động cơ phản lực cánh quạt hoặc động cơ phản lực cánh quạt cao. Về cấu trúc, tải trọng trên khung máy bay khác nhau giữa các máy bay. Các cánh thường thẳng hoặc có góc quét thấp. Da máy bay được làm bằng nhôm và khung máy bay có thể bao gồm nhôm và thép. Với sự tiến bộ của công nghệ vật liệu composite, vật liệu composite cốt sợi có độ bền cao và trọng lượng thấp được giới thiệu.
Thông tin thêm về Máy bay Siêu thanh
Chế độ siêu âm cũng được chia thành các lớp siêu âm (1<M<3), siêu âm cao (3<M5).
Máy bay siêu thanh chủ yếu là máy bay quân sự, được thiết kế để chiến đấu (ví dụ: F-15E, Su 27, Dassault Rafale, Eurofighter Typhoon). Họ sử dụng động cơ tuốc bin phản lực rẽ nhánh thấp làm nhà máy điện và cấu trúc được thiết kế để chịu được các rung động và tải trọng xảy ra ở tốc độ siêu thanh.
Khung máy bay hầu hết được làm bằng titan và nhôm cao cấp để chịu được tải trọng cao trong các cuộc di chuyển và thiệt hại khi chiến đấu. Khung máy bay đã được tối ưu hóa về mặt khí động học để giảm thiểu các hiệu ứng nén và tác động kéo. Mật độ không khí cục bộ thay đổi do sóng xung kích, sự giãn nở và tắc nghẽn dòng chảy dẫn đến sự thay đổi mạnh mẽ so với điều kiện bay cận âm.
Vận tải siêu thanh (SST) là một thách thức hàng không hiện thực, nhưng tốn kém. Chỉ có hai loại phương tiện vận tải siêu thanh từng được chế tạo và cả hai đều vượt quá chi phí trung bình của một chuyến bay. Đó là Concorde và Tu-144, được thiết kế như máy bay chở khách, nhưng hoạt động bị bỏ dở do chi phí cao.
Máy bay siêu âm cao hầu hết là máy bay trinh sát và máy bay siêu âm là máy bay thử nghiệm cao (ngoại trừ tàu con thoi).
Sự khác biệt giữa Cận âm và Siêu âm là gì?
• Máy bay cận âm bay dưới tốc độ âm thanh trong khi máy bay siêu âm bay nhanh hơn tốc độ âm thanh.
• Máy bay siêu thanh sử dụng động cơ tuốc bin phản lực rẽ nhánh thấp làm hệ thống đẩy, trong khi máy bay cận âm sử dụng động cơ piston dẫn động bằng cánh quạt, động cơ phản lực cánh quạt hoặc động cơ phản lực cánh quạt nhánh cao.
• Máy bay siêu thanh sử dụng cánh xuôi hoặc cánh đồng bằng, trong khi máy bay cận âm sử dụng cánh thẳng hoặc cánh có góc quét nhỏ hơn.
• Máy bay siêu thanh chủ yếu được chế tạo bằng titan, trong khi máy bay cận âm được chế tạo bằng polyme gia cố bằng titan, nhôm và sợi carbon hoặc các vật liệu tổng hợp khác.
• Thông thường máy bay siêu âm là máy bay quân sự được sử dụng cho các hoạt động chiến đấu hoặc trinh sát, trong khi máy bay cận âm được sử dụng để vận chuyển và du lịch.
