Введение
Самолет, который движется быстрее скорости звука Суперзвуковой самолет - это самолет, способный к сверхзвуковому полету, то есть летающий быстрее скорости звука (маха 1). Сверхзвуковые самолеты были разработаны во второй половине двадцатого века. Сверхзвуковые самолеты использовались в исследовательских и военных целях, но только два сверхзвуковых самолета, Туполев Ту 144 (первый полет 31 декабря 1968 года) и Конкорд (первый полет 2 марта 1969 года), когда-либо входили в эксплуатацию для гражданского использования в качестве авиалайнеров. Боевые самолеты являются наиболее распространенным примером сверхзвуковых самолетов. Аэродинамика сверхзвукового полета называется сжимаемым потоком из-за сжатия, связанного с ударными волнами или "звуковым взрывом", создаваемым любым объектом, движущимся быстрее, чем звук. Самолеты, летающие со скоростью выше 5 Махов, называются гиперзвуковыми.
A supersonic aircraft is an aircraft capable of supersonic flight, that is, flying faster than the speed of sound (Mach 1). Supersonic aircraft were developed in the second half of the twentieth century. Supersonic aircraft have been used for research and military purposes, but only two supersonic aircraft, the Tupolev Tu 144 (first flown on December 31, 1968) and the Concorde (first flown on March 2, 1969), ever entered service for civil use as airliners. Fighter jets are the most common example of supersonic aircraft. The aerodynamics of supersonic flight is called compressible flow because of the compression associated with the shock waves or "sonic boom" created by any object traveling faster than sound. Aircraft flying at speeds above Mach 5 are called hypersonic aircraft.
История
Первым самолетом, который совершил сверхзвуковой полет в низовом полете, был американский экспериментальный самолет Bell X 1, который был приводим в действие тяговой ракетой, работающей на жидком кислороде и этиловом спирте. Большинство сверхзвуковых самолетов были военными или экспериментальными. Авиационные исследования во время Второй мировой войны привели к созданию первых ракетных и реактивных самолетов. Впоследствии появилось несколько заявлений о прорыве звукового барьера во время войны. Однако первый признанный полет, превышающий скорость звука, был выполнен 14 октября 1947 года экспериментальным исследовательским ракетным самолетом Bell X 1, пилотируемым Чаком Йегером. Первым серийным самолетом, преодолевшим звуковой барьер, был F 86 Canadair Sabre с первой женщиной-пилотом сверхзвуковой авиации, Жаклин Кокран, за рулем. Согласно Дэвиду Мастерсу, прототип DFS 346, захваченный в Германии советскими войсками, после того, как был выпущен из B 29 на высоте 32800 футов (10000 м), достиг 683 миль в час (1100 км/ч) в конце 1951 года, что превысило бы Маха 1 на этой высоте. Пилотом этих рейсов был немец Вольфганг Зизе. 21 августа 1961 года самолет Douglas DC 8 43 (регистрационный номер N9604Z) превысил скорость Маха 1 в контролируемом погружении во время испытательного полета на авиабазе Эдвардс. Экипаж состоял из Уильяма Магрудера (пилот), Пола Паттена (сопилот), Джозефа Томича (инженер-полетчик) и Ричарда Эдвардса (инженер-испытатель). Это был первый умышленный сверхзвуковой полет гражданского авиалайнера и единственный, когда-либо выполненный гражданским авиалайнером, кроме Concorde или Tu 144. Звуковой удар - это звук, связанный с ударными волнами, создаваемыми, когда объект, движущийся по воздуху, движется быстрее, чем скорость звука. Звуковые взрывы генерируют значительное количество звуковой энергии, звучащей для человеческого уха как взрыв или грохот. Крепление сверхзвуковой пули, проходящей над головой, или треск бича - примеры звукового взрыва в миниатюре. Звуковые взрывы, вызванные большими сверхзвуковыми самолетами, могут быть особенно громкими и пугающими, имеют тенденцию будить людей и могут нанести незначительный ущерб некоторым сооружениям. Они привели к запрету на обычные сверхзвуковые полеты над землей. Хотя полностью предотвратить их невозможно, исследования показывают, что при тщательном проектировании транспортного средства их воздействие может быть настолько уменьшено, что сверхзвуковой полет по суше может стать практическим вариантом.
Суперкруиз
Суперкруиз - это устойчивый сверхзвуковой полет сверхзвукового воздушного судна с полезным грузом, пассажирами или оружием, выполненный эффективно, что обычно исключает использование крайне неэффективных послегородников или "перегрева". Многие известные сверхзвуковые военные самолеты, не способные к сверхкруиз, могут поддерживать полет на скорости 1+ Маха только в короткие периоды, обычно с послегорящими устройствами. Такие самолеты, как SR 71 Blackbird, предназначены для полётов на сверхзвуковой скорости с включенными послегорящими устройствами. Одним из самых известных примеров самолета, способного совершать суперкруиз, был Concorde. Благодаря своему долгому обслуживанию в качестве коммерческого авиалайнера, Конкорд имеет рекорд по времени, проведенному в суперкруиз, больше, чем все другие самолеты вместе взятые.
Сверхзвуковой бизнес-джет
Сверхзвуковые бизнес-джеты (SSBJ) - это предложенный класс небольших сверхзвуковых самолетов. Ни один из них еще не полетел. SSBJ, как правило, предназначены для перевозки около десяти пассажиров, имеют примерно такой же размер, как и традиционные дозвуковые бизнес-джеты. Проекты как крупномасштабных, так и бизнес-джетов (см. ниже) пассажирских сверхзвуковых и гиперзвуковых авиалайнеров (Aerion SBJ, Spike S 512, HyperMach SonicStar, Next Generation Supersonic Transport, Tupolev Tu 444, Gulfstream X 54, LAPCAT, реактивные двигатели LAPCAT A2, Zero Emission Hyper Sonic Transport, SpaceLiner и т.д.) были предложены и сейчас находятся в стадии разработки.
Сверхзвуковая стратегическая разведка
Некоторые сверхзвуковые стратегические бомбардировщики, такие как Сухой Т-4 также способны выполнять разведывательную роль (хотя Сухой оставался прототипом). Lockheed SR 71 Blackbird был специально разработан для этой роли и был более крупным развитием самолета-разведчика Lockheed A 12, который впервые вылетел в 1962 году.
Суперзвуковые истребители/штурмовые самолеты
Сверхзвуковые истребители и связанные с ними самолеты иногда называют быстрыми реактивными самолетами. Они составляют подавляющее большинство сверхзвуковых самолетов, а некоторые, такие как МиГ-21 Микояна Гуревича, Lockheed F 104 Starfighter и Dassault Mirage III, были произведены в больших количествах. Многие военные сверхзвуковые истребители и аналогичные самолеты четвертого и пятого поколений разрабатываются в нескольких странах, включая Россию, Китай, Японию, Южную Корею, Индию, Иран и Соединенные Штаты.