Subsónico vs Supersónico
La velocidad del flujo de aire juega un papel fundamental en la determinación de las características del flujo de aire. El aire que fluye a bajas velocidades puede considerarse como un fluido viscoso con propiedades incompresibles, como el agua. Cuando la velocidad del flujo de aire aumenta, las propiedades relacionadas con la compresibilidad cambian significativamente, lo que resulta en un cambio en las fuerzas aerodinámicas alrededor de un cuerpo dentro del flujo.
En el contexto del movimiento relativo, la aeronave se puede considerar como un cuerpo, que está estacionario en un flujo de aire, para fines analíticos. La velocidad de la aeronave se convierte en la velocidad relativa del flujo de aire, comúnmente utilizada como velocidad aerodinámica. Un avión diseñado para volar por debajo de la velocidad del sonido se conoce como avión subsónico, mientras que un avión diseñado para volar más rápido que la velocidad del sonido se conoce como avión supersónico. Esta velocidad suele expresarse mediante el número de Mach (M), que es la relación entre la velocidad del aire y la velocidad del sonido. Si una aeronave es subsónica, su velocidad máxima es inferior a 1 (M 1).
Más sobre aviones subsónicos
La mayoría de los aviones producidos son aviones subsónicos, que están diseñados para volar por debajo de Mach 0,8. Los aviones pequeños y livianos tienen números de Mach más bajos, que rondan el Mach 0,2. Los jets de negocios y los aviones comerciales pueden volar a velocidades máximas de hasta Mach 0,85.
Los aviones subsónicos de peso ligero utilizan motores de pistón como fuente de energía, mientras que los jets de negocios y los aviones comerciales utilizan motores turbohélice o turboventilador de derivación alta. Estructuralmente, la carga sobre el fuselaje varía de un avión a otro. Las alas suelen ser rectas o con un ángulo de barrido bajo. La piel del avión está construida con aluminio y el fuselaje puede consistir en aluminio y acero. Con el avance de la tecnología de materiales compuestos, se introducen materiales compuestos reforzados con fibra de alta resistencia y bajo peso.
Más sobre aviones supersónicos
El régimen supersónico también se divide en clases supersónicas (1<M<3), supersónicas altas (3<M5).
Los aviones supersónicos son en su mayoría aviones militares, diseñados para el combate (ej. F-15E, Su 27, Dassault Rafale, Eurofighter Typhoon). Usan motores turboventiladores de derivación baja como planta de energía, y la estructura está diseñada para soportar vibraciones y cargas que ocurren a velocidades supersónicas.
La estructura del avión está hecha principalmente de titanio y aluminio de alta calidad para soportar la alta carga en las maniobras y los daños durante el combate. El fuselaje se ha optimizado aerodinámicamente para minimizar los efectos de compresibilidad y los efectos de arrastre. La densidad del aire local varía debido a las ondas de choque, la expansión y la obstrucción del flujo, lo que provoca un cambio drástico de las condiciones de vuelo subsónico.
El transporte supersónico (SST) es un desafío de aviación realizado, pero costoso. Solo se han construido dos tipos de transporte supersónico y ambos excedieron el costo promedio de un vuelo. Esos son Concorde y Tu-144, diseñados como aviones de pasajeros, pero se abandonó la operación debido a los altos costos.
Los aviones supersónicos altos son en su mayoría aviones de reconocimiento, y los aviones hipersónicos son aviones altamente experimentales (con la excepción del transbordador espacial).
¿Cuál es la diferencia entre subsónico y supersónico?
• Los aviones subsónicos vuelan por debajo de la velocidad del sonido, mientras que los aviones supersónicos vuelan más rápido que la velocidad del sonido.
• Las aeronaves supersónicas utilizan motores turbofan de derivación baja como sistema de propulsión, mientras que las aeronaves subsónicas utilizan motores de pistón impulsados por hélices, motores turbohélice o motores turbofan de derivación alta.
• Los aviones supersónicos utilizan alas en flecha o delta, mientras que los aviones subsónicos utilizan alas rectas o alas con un ángulo de barrido más pequeño.
• Los aviones supersónicos se construyen principalmente con titanio, mientras que los aviones subsónicos se construyen con titanio, aluminio y polímeros reforzados con fibra de carbono u otros materiales compuestos.
• Por lo general, los aviones supersónicos son aviones militares que se utilizan para operaciones de combate o reconocimiento, mientras que los aviones subsónicos se utilizan para transporte y viajes.
