Vuelo SupersnicoMarco Terico1. ConceptoEs uno de los cuatro tipos de velocidades de vuelo: subsnico, transnico, supersnico e hipersnico. Antes debemos entender el concepto de Mach, el cual es la relacin entre la velocidad del objeto o del avin en este caso y la velocidad del sonido local, Ma = Va/Vs. La velocidad del sonido puede variar con la altura, la velocidad del sonido disminuye al aumentar la altitud. En atmsfera estndar a nivel del mar hay 15C y la velocidad del sonido local en esas condiciones es 1223 Kph.Son aquellos vuelos con una velocidad ms alta que la del sonido, es decir con un nmero de mach mayor al 1; hasta una velocidad 5 veces ms alta, es decir con un numero de mach igual a 5 (donde comienza la velocidad hipersnica).2. Qu ocurre en Mach =1?A Mach 1 llegamos a la velocidad a la que se propagan las ondas por la atmosfera. Todo objeto que se mueve por la atmosfera produce una perturbacin en el aire y esta perturbacin se transmite en forma de ondas, las cuales viajan a velocidad constante la cual es la velocidad del sonido. Entonces cuando nos desplazamos a la misma velocidad de las ondas que se propagan, se produce una acumulacin de ondas en el morro del avin, sumndose todas en una gran onda llamada Onda de Choque (Andres, 2009). Pero si nos desplazamos ms rapido que la velocidad a la cual se propagan estas ondas se formara una onda de choque de forma oblicua como podemos observar en la figura 1.

Figura 13. Propagacin del sonido cuando nos desplazamos a velocidad supersnicaCuando un avin se acerca a la velocidad del sonido, las ondas sonoras que genera, debido a que se desplazan casi a la misma velocidad que el aparato, no pueden adelantarlo con lo que se van acumulando delante del avin formando el muro de aire comprimido (el sonido no es otra cosa mas que una compresin del aire). Al llegar a la velocidad del sonido, se produce de forma brusca una modificacin en la compresibilidad del aire, llamada onda de choque. El resultado de esta distorsin incrementa la resistencia al avance del avin que afecta a la sustentacin del ala y a los mandos de vuelo. Por tanto, en los aviones que no estn adecuadamente diseados, es imposible controlar el vuelo. Cuando el avin acelera por encima de la velocidad del sonido, adelanta a este muro (el sonido va ahora ms despacio que el avin, con lo que las ondas ya no pueden seguirlo) "rompindolo"; esta rotura provoca el llamado "estampido snico". .

Figura 2

4. Cmo los aviones logran romper la barrera del sonido?Cuando el valor del Mach se acerca a uno, la fuerza de resistencia aerodinmica se dispara segn el siguiente grafico:

Figura 3En la figura 3 se ve que en Mach 1 la resistencia alcanza su pico mximo. Antes los motores no podan vencer esto para seguir acelerando y adems las teoras del vuelo subsnico sustentaban que en M = 1 la resistencia se hace infinita, por lo que hara falta un motor de potencia tambin infinita para llegar a l, siendo imposible de superar, cuando en realidad no slo la resistencia es finita, sino que adems disminuye para Mach > 1En la actualidad para superar el Mach 1 los aviones usan la postcombustin, el cual es un componente adicional que se aade a los motores de reaccin y su funcin es dar un aumento temporal en el empuje.5. Desventajas del vuelo supersnicoa. Estampido snicoEl estampido snico no se pensaba que era un problema grave debido a la gran altura a la que los aviones volaban, pero los experimentos a mediados de 1960, como el anlisis de Oklahoma City y los estudios de la USAF de Amrica del Norte con el XB-70 Valkirie demostraron lo contrario.La molestia de un estampido snico se puede evitar con slo esperar hasta que el avin est a gran altura sobre el agua antes de llegar a velocidades supersnicas, lo que fue la tcnica utilizada por el Concorde. Sin embargo, impide los vuelos supersnicos sobre reas pobladas.

b. TemperaturaOtro de los problemas asociados con el vuelo supersnico es la alta temperatura que se produce por la friccin del aire con las superficies exteriores del aeroplano.Como un avin supersnico vuela, adiabticamente comprime el aire en la parte delantera del vehculo. Este problema se conoce con el nombre debarrera del calor y causa un aumento en la temperatura del aire que resulta en el calentamiento de la aeronave.Por encima de estas temperaturas, hay que recurrir necesariamente a otros metales como el titanio, ms pesados y con un coste mucho mayor.

Figura 5c. EconmicaMayores costos de combustible y menor capacidad de pasajeros debido a la exigencia aerodinmica de un fuselaje estrecho, haciendo que las aeronaves comerciales sean una forma costosa de transporte civil comercial en comparacin con las aeronaves subsnicas. Por ejemplo, el Boeing 747 puede transportar ms de tres veces ms pasajeros que el Concorde durante el uso de aproximadamente la misma cantidad de combustible.Bibliografa

Andres, C. d. (15 de Enero de 2009). Aerodinamica. Recuperado el 15 de Agosto de 2015, de Aerodinamica: www./Documents/Aerodinamica.pdfCastillo. (20 de diciembre de 2009). taringa. Recuperado el 2015 de agosto de 2015, de taringa: http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/12622269/Todo-lo-que-tenes-que-saber-sobre-vuelo-supersonico.html