Süpersonik uçak,ses hızından (340 m/saniye,denizde) daha yüksek hızlarda uçabilir.
Bu da deniz seviyesinde yaklaşık 1200 km/saat'dir.Tasarımları sesaltı uçaklardan
farklıdır.1940'lı yılların başında pervane motorlu savaş uçakları
dik pikelerde 1000 km den daha yüksek hızlara ulaşmıştı.Pilotlar,uçaklarının
kanatlarını parçalama tehdidi gösteren şiddetli hırpalanma gözlemlemişti.
resim:ses duvarının bir F 14 tarafından aşıldığına tanık olmak
Bilimadamları bu etkilerin uçağın sesin hızına yaklaşmasından kaynaklandığını
anlamıştı.Hareket eden bir uçak,havanın düzenini bozar ve etrafa kendisinden
her yönde ses hızıyla uzaklaşan ses ve basınç dalgaları gönderir.Bir uçak
ses hızına ulaşınca basnıç dalgaları onu aşamaz.Uçağın önünde yoğunca
sıkıştırılmış havadan oluşan ses dalgarına vuruş dalgası denir.
Ses hızından daha hızlı gitmek için pilotun, uçağı bu engelden geçirerek
uçurup geçmesi gerekir.Bir uçak ses duvarını aşarken bir sarsıntı yaratır
çünkü sürtünme artar.Ve yükselme derecesi birden azalır.Bir kez geçtikten sonra
uçak vuruş dalgasını geride bırakır ve uçuş tekrar eskisi gibi olur.
Uzay roketi ses duvarını aşıyor (Sonic Boom)
Süpersonik hızlarda uçan bir uçağın ardında basınç dalgalarında bir iz
bırakır.Bu iyi sıkıştırılmış hava dalgaları yere ulaşınca, "sonic boom"
denen şiddetli patlama duyulur.
Mach Sayısı
Sesin hızı;havanın ısı derecesi,basıncı ve nemine bağlıdır.Isı derecesi yerde
35 C'den stratosferin (bir atmosfer katmanı) üst kısmında -55 C'ye kadar
değişebilir.Bu yüzden bir uçağın ses duvarını aşması için gereken hız
onun çevresindeki yerel şartlara bağlıdır.Bu yerel hıza Mach 1.0 (ses hızı) değeri verilir.Mach 1.0'dan büyük herhangi bir değer süpersoniktir.Deniz seviyesinde
1240 km/sa'ten atmosferin üst kısmında 13 bin metre yükseklikteki 1060 km/sa'te kadar.
Ses altı ve Sesten Çok Hızlı
Sesin altındaki hızlar,normal yolcu jetinin ortalama hızı olan Mach 0.8'den düşüktür.
Transonik (ses altından ses üstüne geçerkenki) hızlar Mach 0.8'den Mach 1.2'ye
kadar değişir.Hipersonik hızlar Mach 5'in üzerindedir.Concorde ve savaş uçakları
süpersonik uçaklardır.NASA'nın Uzay Mekiği dünyanın atmosferine Mach 20
civarındaki hızlarda girer.Dünyanın en hızlı uçağının ulaştığı en yüksek
hızlar,1940 ile 1999 yılları arasında altı kattan fazla artmıştır.Ses duvarını
aşan ilk uçak; 1947 yılında Bell X-1 roket uçağı (pilotu:Chuck Yeager) olmuştur.Bilim adamları,onların daha da hızlı uçaklar tasarlamasına yardımcı olan ilk süpersonik uçaklardan bilgi toplamışlardır.Daha sonraki uçak tasarımlarında ise delta kanatlar kullanılmıştır.
Delta kanatlar bir uçağı,hava direncini azaltmaya daha uygun hale getirmeye yardımcı olur.Bu kanatlar aynı zamanda süpersonik vuruş dalgasının da içine rahatça uyar,böylece uçak ses duvarından en az hırpalanma ile geçebilir.Bazı süpersonik savaş uçaklarının ileri ve geri hareket edebilen kanatları vardır.Her kanat uçağın gövdesindeki bir pime takılıdır.Kalkış ve inişte,kanatlar azami kaldırışı sağlamak üzere uçak gövdesinden tamamen dışarı açılırlar.
Transonik ve süpersonik hızlarda uçarken,sürtünmeyi azaltmak için delta şekli
oluşturmak üzere geri çekilmiş hale geçerler.
Peki ses hızını aşan uçaklar var da arabalar yok mu?
Ses hızını aşabilen süpersonik arabalar var.Yanlış duymadın;bu arabalar karada
ses hızıyla yol alıyor.Thrust SSC adlı araç,dünyada sesten hızlı ilk otomobildir.
Bu arabanın hızı saatte 1228 km'dir. Günümüzdeki araçların oldukça üstünde.
Araç,Nevada Çölünde bir pistte 1997 yılında denendi.Bu aracın tekerlekleri özel aliminyum alaşımdır ve pist boyunca hiç aşınma göstermemiştir.Aracın uzunluğu 16,5 metre,ağırlığı ise 10,5 tondur.Tek kişiliktir ve jet yakıtıyla çalışmaktadır.
Rekor Kıranlar
En hızlı kanatlı uçak,1959'da inşa edilen Bell X-15'dir.1967'de 6.72 Mach hızaulaşmıştır.Bu rekor hala kırılamamıştır.Çünkü artık ülkeler arasında hava hızı rekorunu kırmak üzere bir yarış yoktur.En hızlı jet uçağı aslında bir casus uçağı olarak yapılan Lockheed SR-71'dir.1971'de 3.3 Mach hıza ermiştir. Artık askeri görevde olmamasına rağmen,atmosferin üst tabakalarında bilimsel çalışmalarda kullanılıyor.Concorde tek süpersonik yolcu uçağıdır.Bu uçağın tasarım ve yapım masraflarına kıyasla,bilet satışlarından elde edilen kar çok azdır.Uzayın ucuna kadar uçabilecek ve Atlantik okyanusunu bir saatten kısa zamanda geçebilecek hipersonik uçaklar yapmak üzere projeler de mevcuttur.