Traté de calcular la resistencia para el proyecto de hipervelocidad usando este documento para el cuerpo de revolución de Sears Haack. Algunos parámetros:
Diámetro: 160 mm (número redondo para simular proyectil de 155 mm)
Relación de finura: 13,2, lo que significa que la longitud del proyectil es de 2112 mm
Del papel, el área del ala asumida es
De la Figura 15 en el artículo, el Cd total a 2 km/s es aproximadamente 0,004
Entonces arrastre total al nivel del mar
Del papel, el volumen. del proyectil es
Así que el arrastre es de unos 4,5 g.
Por otro lado, existe una fórmula empírica para la relación hipersónica de sustentación a arrastre:
Parece que si el proyectil tiene la forma de un buen waverider, la resistencia puede ser tan baja como 1/6 de su peso, suponiendo que el waverider tenga la mejor forma para la relación hipersónica de elevación a resistencia.
Por supuesto, existe el problema de escalar donde la masa aumenta a la velocidad al cubo, mientras que el área solo aumenta a la velocidad al cuadrado. Si bien no tengo un modelo computacional completo de waverider para comparar directamente con el cuerpo SH, pero a primera vista parece que el waverider puede obtener una resistencia mucho menor que incluso la forma más aerodinámica, 1/6 g frente a 4,5 g.
Entonces, ¿es cierto que el waverider tiene una resistencia mucho menor que un cuerpo SH?
Un waverider evitará que el aire comprimido debajo del fuselaje se escape hacia los lados. Una visión equivalente es que el componente lateral del aire desplazado por el cuerpo se usa para crear sustentación enderezándolo y empujándolo hacia abajo en las puntas de las alas. Esto le permite volar con un ángulo de ataque más bajo para la misma sustentación, lo que reduce la resistencia aerodinámica relacionada con la sustentación supersónica de forma lineal con la reducción del ángulo de ataque.
El arrastre de un cuerpo Sears-Haack es el más bajo para un volumen dado y una relación de finura dada. Aumentar la finura (esencialmente, la inclinación local multiplicada por la circunferencia de cada sección del cuerpo) reducirá la resistencia. Esta mayor finura, sin embargo, ahora causará menos desplazamiento lateral del flujo de aire que podría usarse para el efecto waverider.
Al final, la pregunta formulada no tiene respuesta. Lo que se puede decir es:
La ecuación empírica para la L/D de un waverider parece sospechosa. Sin conocer las limitaciones de su validez, no confiaría en sus resultados. Además, el coeficiente de arrastre de su cuerpo Sears-Haack se parece al arrastre de elevación cero. Es posible que deba agregar el arrastre relacionado con el levantamiento para llegar al arrastre completo.
Y el mayor error es operarlo a nivel del suelo: 2000 m/s sería apropiado a 30 km de altitud. Obtenga la cifra de arrastre allí y llegará a un arrastre mucho más bajo simplemente operándolo en la densidad adecuada.