افتح القائمة الرئيسية
Question book-new.svg
المحتوى هنا ينقصه الاستشهاد بمصادر. يرجى إيراد مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (يونيو 2019)

الطائرات الأسرع من الصوت هي طائرة قادرة على الطيران أسرع من سرعة الصوت (1 ماخ ). الطائرات الأسرع من الصوت المصنعة في النصف الثاني من القرن العشرين استخدمت تقريبا للبحوث و الأغراض العسكرية. اثنين فقط ، كونكورد ، توبوليف تو-144, دخلتا الخدمة المدنية .الطائرات المقاتلة هي المثال الأكثر شيوعا للطائرات الأسرع من الصوت.

الديناميكا الهوائية للطيران الأسرع من الصوت تسمى تدفق الضغط بسبب ضغط (الفيزياء) المرتبطة بموجات الصدمة أو "سونيك بوم" استخدم هذا المبدأ لصناعة كل الطائرات الأسرع من الصوت

تحلق هذه الطائرات بسرعات فوق 5 ماخ وغالبا ما يشار للسرعات فوق 5 ماخ بالهايبر سونيك.

التاريخعدل

أول طائرة تطير بأسرع من الصوت كانت بيل إكس-1 الأمريكية ، هذه الطائرة التي كانت مدعومة ب6000 رطل صاروخ دفع مكون من الأكسجين السائل والكحول الإيثيلي.

غالبية الطائرات الأسرع من الصوت كانت عسكرية أوتجريبية.

في 1960 و1970, تم إجراء دراسات عديدة لتصميم طائرات أسرع من الصوت , في نهاية المطاف دخل نوعين من الطائرات الخدمة ، الأنجلو الفرنسية كونكورد و الروسية توبوليف تو-144. لكن المعيقات السياسية والبيئية والاقتصادية وتحطم مقاتلة كونكورد حال دون استمرار الدراسات، وهذه الطائرات لم تعد تحلق.

مبادئ التصميمعدل

الطيران الأسرع من الصوت يجلب معه تحديات تقنية كبيرة ، الديناميكا الهوائية للطيران الأسرع من الصوت هي مختلفة بشكل كبير عن تلك التي هي دون سرعة الصوت (أي الطيران بسرعات أبطأ من الصوت). على وجه الخصوص ،ترتفع الديناميكا الهوائية بشكل حاد ومنتظم أثناء تحليق الطائرات أسرع من الصوت ، والتي تتطلب قوة محرك أكبر.

الجناحعدل

 
جسم الطائرة كونكورد

للحفاظ على قوة سحب منخفضة ، يجب أن يكون الجناحين محدودتين ، مما يقلل أيضا من فعالية الديناميكية الهوائية عندما تحلق الطائرة ببطء. بما أن الطائرات الأسرع من الصوت يجب أن تقلع وتهبط بسرعة بطيئة نسبيا ، تصميم الديناميكية الهوائية يجب أن يكون حلا وسطا بين متطلبات نطاق السرعة.( السرعة القصوى و الدنيا)

 هناك طريقة لتحقيق هذا الحل الوسط هو استخدام جناح متعدد الأوضاع ، الذي يستعمل في نطاق السرعة المنخفضة .

طريقة آخرى تم استخدامها هي جناح دلتا مثل تلك التي استخدمت في كونكورد.للجناح ميزة تحقيق ارتفاع زاوية الهجوم في السرعات المنخفضة ، ما يولد دوامة على السطح العلوي للطائرة مما يزيد بشكل كبير في رفعها و توفير تباطئ سلس أثناء هبوطها.

الحرارةعدل

مشكلة أخرى هي الحرارة المتولدة عن الاحتكاك مع الهواء المتدفق حول الطائرات. معظم تصاميم الطائرات الأسرع من الصوت تستعمل سبائك الألومنيوم مثل مزيج من ألمونيوم و نحاس ، وهي رخيصة وسهلة الإنجاز ولكن تفقد قوتها بسرعة في درجات الحرارة العالية. ما يحد السرعة القصوى إلى حوالي 2.2 ماخ.

معظم الطائرات الأسرع من الصوت ، بما في ذلك العديد من الطائرات المقاتلة صممت للطيران معظم الوقت بسرعة دون سرعة الصوت ، إلا أن تتجاوز سرعة الصوت لفترات قصيرة عند اعتراض إحدى طائرات العدو. مثل طائرة الاستطلاع لوكهيد إس آر-71 بلاك بيرد و الكونكورد الأسرع من الصوت, تم تصميمها للطيران بسرعة فوق سرعة الصوت بستمرار, و مع هذه التصاميم فإن مشاكل أو أخطاء الطيارين أو الأعطاب تكون نتائجها في الطيران الأسرع من الصوت أكثر خطورة.

رحلة أسرع من الصوتعدل

تدفق الهواء يمكن أن تسرع أو تبطئ  السرعة محليا في نقاط مختلفة على الطائرة. في المنطقة حول 1 ماخ بعض المناطق قد تواجه التدفق الأسرع من الصوت, في حين أن البعض الآخر دون سرعة الصوت. هذا النظام يسمى رحلة أسرع من الصوت. عند تغير سرعة الطيران فإن موجات الضغط إما تتشكل أو تتحرك. وهذا يمكن أن يؤثر على الاستقرار والتحكم في الطائرة ، وعلى المصمم أن يضع في اعتباره كل هذه التأتيرات عند تحليق الطائرة في مختلف السرعات

رحلة بسرعة هايبر سونيكعدل

الطيران بسرعات فوق حوالي 5 ماخ غالبا ما تشير لسرعة هايبر سونيك. عند هذه النقطة تكون مشاكل السحب و الحرارة  أكثر حدة. فمن الصعب ضبط  درجات الحرارة الناتجة عن مقاومة الهواء في هذه السرعات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت .التحليق برحلة  أكثر سرعة من الصوت لمدة طويلة الأمد لم يتحقق إلى الآن.

نقل بسرعة أسرع من الصوتعدل

النقل الأسرع من الصوت  باختصار(SST) هو الطيران المدني المصممة لنقل الركاب بسرعة تفوق سرعة الصوت. الطائرة المدنية الوحيدة الأسرع من الصوت هي الطائرة السوفيتية توبوليف تو-144 التي حلقت لأول مرة في عام 1968 وتوقفت عن العمل في عام 1997 ؛ الفرنسية-البريطانية المنتجة كونكورد، التي حلقت لأول مرة في عام 1969 وظلت في الخدمة حتى عام 2003. منذ عام 2003 لم تكن هناك أي طائرة مدنية أسرع من الصوت.

سمة أساسية من سمات هذه التصاميم هو القدرة على الحفاظ على سرعة أسرع من الصوت لفترات طويلة، لذلك السحب المنخفض ضروري للحد من استهلاك الوقود . ونتيجة لذلك ، فإن  أبدان هذه الطائرات تكون طويلة  و أجنحتها  قصيرة جدا. شرط السرعات المنخفضة عند الإقلاع والهبوط هو من خلال استخدام دوامة الرفع: حين تبطئ الطائرات، يجب استعادة الصعود من خلال رفع مقدم الطائرة و زيادة زاوية مواجهة الجناح . الشكل الحاد للجناح يؤدي للإنحراف مع تدفق الهواء عبر الجناح، فتكون النتيجة تسريع تدفق الهواء محليا والحفاظ على الصعود.

 مشاريع صناعة طائرات نقل أسرع من الصوت (sst):

الطائرات التجارية الأسرع من الصوتعدل

الطائرات التجارية الأسرع من الصوت (SSBJ) المقترحة من فئة صغيرة للطائرات الأسرع من الصوت. لم يتم التحليف بأي منها بعد 

عادة ما تهدف إلى نقل حوالي عشرة ركاب، بحوالي نفس حجم الطائرات دون سرعة الصوت الخاصة برجال الأعمال .

قاذفات القنابل الأسرع من الصوتعدل

 
كونفير ب-58A المزاحم
 
XB-70 Valkyrie

طائرات أسرع من الصوت مزودة بقنابل من أجل إسقاطها جوا

 
توبوليف Tu-22M3
 
B-1B Lancer
 
توبوليف تو-160

طائرة استطلاع اتراتيجية أسرع من الصوتعدل

  الولايات المتحدةعدل

  الاتحاد السوفيتي/  روسياعدل

  السويدعدل

  المملكة المتحدةعدل

  فرنساعدل

  الصينعدل

  كنداعدل

  ألمانيا الغربيةعدل

  • EWR VJ 101 (1963)

  مصرعدل

  إيطالياعدل

  • Aeritalia F-104الصورة (1966)

  المملكة المتحدة/  فرنساعدل

  اليابانعدل

  إسرائيلعدل

  ألمانيا الغربية/  المملكة المتحدة/  إيطالياعدل

  جنوب أفريقياعدل

  • أطلس الفهد (1986)

  جمهورية الصينعدل

  • AIDC F-CK-1 تشينغ كو (1989)

  الاتحاد الأوروبيعدل

  إيرانعدل

  الهندعدل

    كوريا الجنوبيةعدل

  الصين/  باكستانعدل

بحوث حول طائرات أسرع من الصوتعدل

  • Bell X-1 (1946), أول من كسر حاجز الصوت في مستوى الطيران. الصواريخ بالطاقة.
  • دوغلاس د-558-2 صاروخ (1948) الصواريخ بالطاقة.
  • كونفير XF-92 (1948) أول دلتا-الجناح النفاثة الأسرع من الصوت.
  • Bell X-2 (1952) الصواريخ بالطاقة.
  • فارى دلتا 2 (1954), أول من يتجاوز 1000 ميل في الساعة.
  • أمريكا الشمالية X-15 (1959) ، أول طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت و spaceplane. الصواريخ بالطاقة.
  • مارتن ماريتا X-24A (1969) الصواريخ بالطاقة.

انظر أيضاعدل

المراجععدل

المراجع
  • Gunston، Bill (2008). Faster than Sound: The Story of Supersonic Flight. Haynes Publishing. ISBN 978-1-84425-564-1.