Inom aerodynamiken är överljudshastigheter hastigheter som är mycket överljudliga. Ordet hypersonic kommer från ett ord som användes på 1970-talet, Mach 5, dvs. 5 gånger ljudets hastighet. Allting i planet förändras kraftigt när flygplanet som flyger i dessa hastigheter når överljudshastigheter.
Hypersonisk
Egenskaper hos hypersoniskt flöde
Även om definitionen av överljudsfart inte är särskilt tydlig och är föremål för debatt bland forskare har de kommit fram till en möjlig definition. Ett hypersoniskt flöde kan kännetecknas av vissa saker som inte längre kan uteslutas i analysen. Några av dessa saker är bl.a. följande:
Tunnt chockskikt
När planet går fortare och mach-talen ökar, ökar också densiteten bakom stöten. Detta sker samtidigt som volymen bakom chockvågen minskar på grund av teorin om massans bevarande. På grund av detta är stötskiktet (volymen mellan kroppen och stötvågen) tunt vid höga machtal.
Entropiskikt
När ett flygplan flyger snabbare och mach-talen ökar, ökar också entropiförändringen över stötdämpningen. Detta resulterar i en stark entropigradient och ett starkt virvelliknande flöde som blandas med gränsskiktet.
Viskös växelverkan
En del av den stora kinetiska energi som finns i flöden med höga mach-tal blir intern energi i vätskan på grund av viskositeten. Ökningen av den inre energin får temperaturen att stiga. Eftersom tryckgradienten som är normal till flödet i ett gränsskikt är noll, får temperaturökningen genom gränsskiktet densiteten att sjunka. Detta gör att gränsskiktet över flygplanskroppen växer. Detta får i sin tur temperaturen att stiga.
Frågor och svar
F: Vad anses vara hypersonisk hastighet inom aerodynamik?
S: Inom aerodynamiken betraktas alla hastigheter som är snabbare än Mach 5 (1 715 m/s vid havsnivå) som hypersoniska hastigheter.
F: Hur skiljer sig hypersonisk hastighet från överljudshastighet?
S: Hypersonisk hastighet skiljer sig från överljudshastighet genom att luft och flygplan beter sig ännu konstigare vid hypersonisk hastighet än vid överljudshastighet.
F: Varför är det viktigt att skilja mellan hypersonisk hastighet och överljudshastighet?
S: Det är viktigt att skilja mellan hypersoniska och supersoniska hastigheter eftersom luft och flygplan beter sig väsentligt annorlunda vid dessa hastigheter.
F: Vad är ljudets hastighet vid havsnivå?
S: Ljudets hastighet vid havsnivå är 1,715 m/s.
F: Kan du ge ett exempel på en hypersonisk hastighet?
S: Alla hastigheter som är snabbare än Mach 5, t.ex. Mach 6 eller Mach 7, är exempel på hypersoniska hastigheter.
F: Nämner texten några andra viktiga faktorer vid hypersoniska hastigheter?
S: Texten nämner bara att luft och flygplan beter sig mycket märkligt vid hypersoniska hastigheter.
F: Vad är aerodynamik?
S: Aerodynamik är läran om hur luft och andra gaser rör sig och hur de interagerar med föremål i rörelse, t.ex. flygplan.