Regime supersonico
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Un problema di fluidodinamica o aerodinamica viene detto in Regime supersonico se le velocità caratteristiche del campo di moto risultano maggiori della velocità del suono nel fluido considerato. Il calcolo della portanza su un aereo supersonico (ad esempio il Concorde) è un esempio di problema in regime supersonico.
Il comportamento di un flusso supersonico è molto diverso da quello in regime subsonico.
La velocità del suono può essere considerata come la massima velocità a cui un'informazione può essere "trasmessa" in un fluido.
Ad esempio, un gas che incontra un ostacolo in un flusso subsonico "sente" il disturbo provocato da esso prima di incontrarlo, perché l'informazione viaggia ad una velocità superiore a quella del fluido. Ciò non può accadere per velocità supersoniche del fluido; in tal caso il fluido "prosegue" in linea retta fino a che non incontra un'onda d'urto che permette la decelerazione, e quindi di "evitare" l'ostacolo.
In formulazione matematica si può dire che un flusso supersonico rappresenta un problema iperbolico, mentre un flusso subsonico risulta ellittico.
Un altro esempio della differenza tra flusso supersonico e subsonico può essere vista nel comportamento del flusso in un condotto convergente (o ugello); in tal caso, mentre un flusso subsonico accelera, un flusso supersonico decelera.
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[modifica] Aeronautica
Molti aerei da combattimento sono supersonici, ma vi furono anche due aeroplani commerciali di linea in grado di raggiungere queste velocità: il Concorde e il Tupolev Tu-144. Dopo il ritiro dal servizio del Concorde avvenuto il 26 novembre 2003, attualmente non ci sono aerei passeggeri supersonici in servizio. Alcuni grandi bombardieri, come il Tupolev Tu-160 e il Rockwell B-1 Lancer sono in grado di raggiungere velocità supersoniche. L' F-22 e l'Eurofighter Tifone sono tra i primi aerei da combattimento in grado di mantenere velocità supersoniche per prolungati periodi di tempo senza la necessità di utilizzare i postbruciatori (supercruise).
Charles "Chuck" Yeager fu la prima persona a viaggiare a più di Mach 1 in volo orizzontale. Yeager ruppe la barriera del suono il 14 ottobre 1947 volando a bordo del Bell X-1 ad un'altezza di circa 15.000 metri.
Alcune fonti riportano l'ipotesi che Messerschmitt Me 262, il primo aereo a reazione al mondo, fosse capace di superare la velocità del suono in picchiata.
Esistono numerose testimonianze di piloti su strani ed improvvisi comportamenti aerodinamici durante le picchiate che sono simili a quelli che si ottengono superando la barriera del suono, nonché un numero di rotture inspiegabili durante picchiate ad alta velocità.
I piloti hanno descritto questi fenomeni come se l'aereo fosse stato colpito con un martello, spesso provocando danni al velivolo.
Anche le munizioni delle armi da fuoco moderne sono supersoniche, con i proiettili dei fucili che spessono raggiungono velocità vicine a Mach 3.
La maggior parte dei veicoli spaziali, tra cui lo Space Shuttle, viaggiano a regimi supersonici durante la fase di rientro, sebbene gli effetti sul velivolo sono ridotti dalle basse pressioni che si trovano alle alte quote. Durante il tragitto in ascesa, i sistemi di lancio generalmente evitano di entrare in regime supersonico al di sotto dei 30 km (~90000 ft) per ridurre gli effetti di freno dell'aria.
È da notare che la velocità del suono decresce con la quota, a causa dell'abbassamento della temperatura che avviene fino a 25 km. Ad altezze superiori, poiché la temperatura ricomincia a salire, la velocità del suono aumenta di conseguenza.[1]
[modifica] Fumetti e Co.
Nei fumetti i personaggi più conosciuti che riescono a raggiungere queste velocità sono:
