Zemskaņas pret virsskaņu
Gaisa plūsmas ātrumam ir izšķiroša nozīme gaisa plūsmas raksturlielumu noteikšanā. Gaisu, kas plūst ar mazu ātrumu, var uzskatīt par viskozu šķidrumu ar nesaspiežamām īpašībām, piemēram, ūdeni. Kad gaisa plūsmas ātrums palielinās, ar saspiežamību saistītās īpašības būtiski mainās, izraisot izmaiņas aerodinamiskajos spēkos ap ķermeni plūsmā.
Relatīvās kustības kontekstā analītiskos nolūkos lidaparātu var uzskatīt par ķermeni, kas nekustīgs gaisa plūsmā. Gaisa kuģa ātrums kļūst par gaisa plūsmas relatīvo ātrumu, ko parasti izmanto kā gaisa ātrumu. Lidmašīnu, kas paredzētas lidošanai zem skaņas ātruma, sauc par zemskaņas lidmašīnu, savukārt lidmašīnas, kas paredzētas lidošanai ātrāk par skaņas ātrumu, sauc par virsskaņas gaisa kuģi. Šo ātrumu parasti izsaka ar Maha skaitli (M), kas ir attiecība starp gaisa ātrumu un skaņas ātrumu. Ja gaisa kuģis ir zemskaņas, tā maksimālais ātrums ir mazāks par 1 (M 1).
Vairāk par zemskaņas lidmašīnu
Lielākā daļa saražoto lidmašīnu ir zemskaņas lidmašīnas, kas paredzētas lidošanai zem 0,8 Mach. Mazajām vieglajām lidmašīnām ir mazāki Maha skaitļi, kas ir aptuveni 0,2 Mach. Biznesa lidmašīnas un komerciālās lidmašīnas var lidot ar maksimālo ātrumu līdz 0,85 Mach.
Vieglas zemskaņas lidmašīnas kā spēkstaciju izmanto virzuļdzinējus, savukārt biznesa lidmašīnās un komerciālās lidmašīnas izmanto turbopropelleru vai augsta apvada turboventilatora dzinējus. Strukturāli lidmašīnas korpusa slodze dažādās lidmašīnās ir atšķirīga. Spārni parasti ir taisni vai ar zemu slīpuma leņķi. Lidmašīnas apvalks ir izgatavots no alumīnija, un lidmašīnas korpuss var sastāvēt no alumīnija un tērauda. Attīstoties kompozītmateriālu tehnoloģijai, tiek ieviesti šķiedru pastiprināti kompozītmateriāli ar augstu izturību un mazu svaru.
Vairāk par virsskaņas lidmašīnu
Virskaņas režīms ir sadalīts arī virsskaņas (1<M<3), augstas virsskaņas (3<M5) klasēs.
Supersonic lidmašīnas galvenokārt ir militāras lidmašīnas, kas paredzētas kaujai (piem., F-15E, Su 27, Dassault Rafale, Eurofighter Typhoon). Tie izmanto zema apvada turboventilatoru dzinējus kā spēkstaciju, un konstrukcija ir izstrādāta tā, lai izturētu vibrācijas un slodzi, kas rodas virsskaņas ātrumā.
Lidmašīnas korpuss galvenokārt ir izgatavots no augstas kvalitātes titāna un alumīnija, lai izturētu lielo slodzi manevros un bojājumus kaujas laikā. Lidmašīnas korpuss ir aerodinamiski optimizēts, lai samazinātu saspiežamības un pretestības efektus. Vietējais gaisa blīvums mainās triecienviļņu, izplešanās un plūsmas aizrīšanās dēļ, kas izraisa krasas izmaiņas zemskaņas lidojuma apstākļos.
Supersonic Transport (SST) ir realizēts, taču dārgs aviācijas izaicinājums. Tikai divu veidu virsskaņas transports jebkad ir uzbūvēts, un abi pārsniedza vidējās lidojuma izmaksas. Tās ir Concorde un Tu-144, kas paredzētas kā pasažieru lidmašīnas, taču ekspluatācija tika pārtraukta lielo izdevumu dēļ.
Augstas virsskaņas lidmašīnas galvenokārt ir izlūkošanas lidmašīnas, un hiperskaņas lidmašīnas ir ļoti eksperimentālas lidmašīnas (izņemot kosmosa kuģus).
Kāda ir atšķirība starp zemskaņas un virsskaņas?
• Zemskaņas lidmašīnas lido zem skaņas ātruma, savukārt virsskaņas lidmašīnas lido ātrāk par skaņas ātrumu.
• Virsskaņas lidmašīnās kā piedziņas sistēma tiek izmantoti zema apvada turboventilatora dzinēji, savukārt zemskaņas lidmašīnās tiek izmantoti dzenskrūves virzuļdzinēji, turbopropelleru dzinēji vai turboventilatora dzinēji ar augstu apvedceļu.
• Virsskaņas lidmašīnās tiek izmantoti spārni vai delta spārni, savukārt zemskaņas gaisa kuģi izmanto taisnus spārnus vai spārnus ar mazāku slīpuma leņķi.
• Virsskaņas lidmašīnas galvenokārt ir izgatavotas no titāna, savukārt zemskaņas lidmašīnas ir izgatavotas no titāna, alumīnija un oglekļa šķiedras pastiprinātiem polimēriem vai citiem kompozītmateriāliem.
• Parasti virsskaņas lidmašīnas ir militāras lidmašīnas, ko izmanto kaujas vai izlūkošanas operācijām, savukārt zemskaņas lidmašīnas izmanto transportēšanai un ceļošanai.
