¿Cómo interactúan las ondas de choque (supersónicas e hipersónicas) con la estructura?

Las aeronaves con configuración de ala voladora, como el bombardero B2, vuelan a altas velocidades subsónicas. Durante tal caso, el flujo de aire tiene una alta velocidad subsónica en el borde de ataque y se acelera hasta alcanzar velocidades supersónicas a medida que se mueve sobre la parte delantera superior de la superficie del ala. A medida que el perfil del ala (en el sentido de la cuerda) cambia para converger hacia el borde de fuga, el flujo de aire intenta desacelerar de velocidades supersónicas a subsónicas. Sin embargo, esta transición solo es posible a través de una onda de choque oblicua a lo largo de la cuerda. Ahora, este perfil de choques oblicuo se verá como la línea azul en su diagrama de arriba, pero estará ubicado en una posición de cuerda cercana a la mitad.

Si el cuerpo del ala voladora aumenta la velocidad hacia la velocidad sónica del aire, entonces esta onda de choque de transición según la cuerda se volverá más fuerte y se moverá justo en frente del borde de ataque del cuerpo. Finalmente, una vez que el cuerpo se mueve a velocidades supersónicas, el choque de transición se convertirá en un arco de choque frente al borde de ataque. Además de esto, también habrá dos ondas de choque de terminación en el borde de ataque, una para el flujo de aire de la superficie superior y otra para la inferior.

El ángulo del perfil de la onda de choque será mayor a bajas velocidades supersónicas, pero más allá de la palanca de proa que se encuentra frente al borde de ataque se estrechará en ángulo y también lo hará su ángulo de envergadura. A velocidades hipersónicas, la distancia entre el amortiguador delantero y el borde de ataque se reducirá, lo que provocará que una inmensa energía térmica incida sobre el cuerpo.

Espero que esto ayude

El vuelo espacial se trata de subir o bajar la carga útil con el menor esfuerzo posible. En ese sentido, ponerse en órbita es lo que demanda la mayor parte del peso de lo que sube. Bajar de nuevo cuesta considerablemente menos, pero deja la posibilidad de elegir entre el reingreso propulsado o no propulsado, de los cuales el último es, con mucho, el más barato, pero tiene la desventaja de comprometerse con el vuelo hipersónico, que en su mayor parte significa caer como un meteorito.

Una vez que se hace la elección del vuelo hipersónico, determina por completo la forma del avión espacial. Si lo que sea que termine deslizándose en la atmósfera puede aterrizar con seguridad, eso servirá. En todos los demás aspectos, el objetivo de no quemarse en el reingreso sigue siendo de primordial importancia. Por lo tanto, la elección de la forma del ala que se adapta de manera óptima al reingreso, inevitablemente da como resultado formas como la del transbordador espacial.

El B-2 tiene una forma que tiene un propósito completamente diferente, que no se puede obtener de todos modos, por lo que su búsqueda es inútil.