¿Hay una superficie de un avión comercial expuesta al flujo de aire a una velocidad cercana a Mach 1?

Con aviones comerciales que vuelan ligeramente por encima de Mach 0,8, ¿hay alguna superficie expuesta a una velocidad del aire significativamente mayor, por ejemplo, cerca de Mach 1? postergación:

  • Los componentes del motor,
  • La capa límite como se aclara por Trebia Project.

Editar : al leer la información útil proporcionada en los comentarios y las respuestas, me doy cuenta de que la noción clave es "número de Mach crítico", y la pregunta se reduce a:

¿Los aviones comerciales vuelan a una velocidad de número de Mach crítica o superior?

ya que la velocidad del número de Mach crítico es, por definición, aquella en la que alguna parte de la superficie aerodinámica experimenta un flujo de aire supersónico. Ver también:

¿Cómo afecta a su funcionamiento exceder el número de Mach crítico de una aeronave?

Me parece bien. +1. Actualicé la velocidad a cerca de Mach 1.
La velocidad de flujo a través de los motores será mucho más lenta que mach 1 (excepto scram/hyperjets). Para el flujo de mayor velocidad, busque superficies de elevación (por ejemplo, el ala) y puntas de hélice.
@casey Sí, el flujo a través de los motores es más lento que Mach 1, pero las puntas de las aspas del ventilador exceden Mach 1 en muchos diseños de turboventiladores, lo que da como resultado ondas de choque, lo que supongo que es la razón por la cual los minutos excluyeron la consideración de los motores.
Aviation.stackexchange.com/questions/11884/… Esta respuesta indica que las aspas de los motores funcionan a Mach 1.5
Dado que los nuevos aviones a reacción A310 utilizan superficies aerodinámicas supercríticas, reciben su nombre de las velocidades de flujo por encima de la velocidad crítica en su punto de diseño. Son posibles velocidades de hasta Mach 1,2 y son normales en las operaciones diarias.
@fooot Aquí hay otra imagen de uno de los efectos ópticos de las ondas de choque generadas por embarcaciones comerciales: pprune.org/tech-log/443649-0-98-mach-747-8-a.html#post6264909 . He visto esto varias veces mientras viajaba como pasajero, y en un caso, la onda era visible como una distorsión de la vista a través de ella (esto fue en un Tu-154, que no creo que tenga un ala supercrítica).

Respuestas (2)

¡Por supuesto! Si consulta la página de wikipedia, el número de Mach crítico de una aeronave es el número de Mach más bajo en el que el flujo de aire sobre algún punto de la aeronave alcanza la velocidad del sonido, pero no la supera. El número de Mach de divergencia de arrastre suele ser mayor que el número de Mach crítico, lo que significa que a esa velocidad hay grandes superficies expuestas a una velocidad del aire superior a 1.

Puede ocurrir porque se modela la figura de un avión para evitar ondas de choque con el flujo y posponer lo máximo posible el número de Mach de la divergencia de Arrastre (para tener una mayor velocidad de crucero).

¿Donde? En la parte superior de las alas, donde se acelera el flujo para producir sustentación.

Aclaración sobre motores (gracias a la ayuda de uno de los comentarios):

El flujo de un motor a reacción tiene una velocidad aproximadamente el doble de la velocidad de crucero del avión. De todos modos, el flujo de salida del motor a reacción de un avión comercial es mucho más caliente que el aire circundante, por lo que la velocidad del sonido en esta corriente de gas es mucho mayor; su número de Mach sigue siendo subsónico .

no golpea ninguna superficie , a menos que considere la pared del motor como una superficie;)
El flujo de salida del motor a reacción de un avión comercial es mucho más caliente que el aire circundante, por lo que la velocidad del sonido en esta corriente de gas es mucho mayor. Si bien tiene razón en que la velocidad del gas es aproximadamente el doble de la velocidad de vuelo, su número de Mach sigue siendo subsónico .

Si tomamos la pregunta como es, diré que nunca jamás ningún punto de la superficie de ningún avión estará a Mach > 1. Cerca de la superficie, en un avión comercial típico, existe una fina capa de aire que adapta la velocidad de exterior a la velocidad del avión. Entonces, el aire en la superficie del avión tiene una velocidad relativa al avión de 0. Entonces Mach = 0.

Esta capa se llama capa límite y, en los aviones típicos, unos centímetros sobre el borde de la superficie del avión el aire recuperará la velocidad y se aplicará todo lo que se ha mencionado (por lo que habrá puntos cercanos a la superficie donde el Mach será > 1).

La pregunta parece estar bien enfocada en la condición de crucero, sin embargo, cuando se despliegan dispositivos de gran sustentación (flaps y slats), la aceleración en la superficie superior es mucho mayor, puede tener uno o varios puntos "cerca de la superficie" donde está el Mach. 1 que tiene el avión volando a un número de Mach relativamente bajo (0,3-0,5). Esto depende en gran medida de los dispositivos de gran sustentación utilizados por el avión.

Buen punto de hecho.
Se agregó un comentario sobre los dispositivos de gran elevación, que también pueden tener Mach 1 a baja velocidad.
Esto puede ilustrar los gradientes de velocidad en la capa límite y los dispositivos de gran elevación.
¿Hay una superficie de un avión comercial expuesta al flujo de aire a una velocidad cercana a Mach 1?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v