Un avion commercial peut-il dépasser la vitesse du son?

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¿Puede un avión comercial courant franchissant le mur de la vitesse du son? Nous répondons à cette question, que su respuesta es más interesante de lo que se imaginan. Photo de SevenStorm JUHASZIMRUS

Han habido en los últimos días varias publicaciones y comentarios en redes sociales donde se asegura que varios avion commercial debido a corrientes de viento «rompieron la barrera del sonido», una afirmación que generó ciento de comentarios de sorpresa y likes, mais la réalité n'est pas aussi simple qu'on le pense.

¿Puede un avión comercial volar más rápido que la velocidad del sonido?

En termes générales, non, un avión comercial no puede romper la barrera del sonido. La vitesse du son est d'environ 1.235 km/h au niveau de la mer, y la mayoría de los aviones comerciales tienen una velocidad máxima de crucero de alrededor de 900 km/h.

Existen dos razones principales por las que un avión comercial no puede romper la barrera del sonido:

Concevoir

Los aviones comerciales no están diseñados para volar a velocidades supersónicas. Su diseño aerodinámico, Les matériaux et les systèmes ne sont pas capables de résister aux forces et températures extrêmes générées par le dépassement de la vitesse du son..

• Aerodinámica: La aerodinámica de un avión cambia drásticamente a velocidades supersónicas. Se forman ondas de choque alrededor del avión, ce qui augmente la résistance et rend le contrôle difficile. Los aviones comerciales no están diseñados para soportar estas condiciones.
• Matériaux: Los materiales utilizados en la construcción de aviones comerciales no son lo suficientemente resistentes para soportar las altas temperaturas y el estrés que se generan al volar a velocidades supersónicas. Des matériaux spéciaux sont nécessaires, comme les alliages de titane, que son más ligeros y resistentes al calor.
• moteurs: Los motores de los aviones comerciales no son lo suficientemente potentes como para propulsar el avión a velocidades supersónicas. Moteurs spéciaux requis, como los turborreactores de postcombustión, qui génèrent une poussée supplémentaire.

Efficacité

Efficacité: Volar a velocidades supersónicas es extremadamente ineficiente. Une grande quantité de carburant est nécessaire pour vaincre la résistance de l’air à des vitesses aussi élevées., lo que hace que los vuelos supersónicos sean prohibitivamente costosos.

• La consommation de carburant: Volar a velocidades supersónicas es extremadamente ineficiente. La consommation de carburant augmente de façon exponentielle à mesure que la vitesse du son se rapproche.. Esto hace que los vuelos supersónicos sean prohibitivamente costosos.
• Impact environnemental: Los vuelos supersónicos generan un fuerte estampido sónico que puede ser molesto para las personas en tierra. En outre, los aviones supersónicos emiten más contaminantes que los aviones subsónicos.
• Règlements: Los vuelos supersónicos están prohibidos sobre muchas áreas pobladas debido al estampido sónico. Las autoridades aeronáuticas también imponen restricciones a la altitud y velocidad de los vuelos supersónicos.

Cependant, il y a quelques exceptions:

• Le Concorde: le Concorde fue un avión comercial supersónico que operó entre 1976 et 2003. Podía alcanzar velocidades de hasta Mach 2,04 (2.179 km/h). Cependant, el Concorde era un avión muy costoso de operar y solo se fabricaron 16 unités.
• vols militaires: muchos aviones militares están diseñados para volar a velocidades supersónicas. Ces avions sont généralement utilisés pour des missions de combat ou de reconnaissance..

Velocidad del sonido y cómo calcularla

Erróneamente se cree que si un avión marca una velocidad igual o superior a los 1.235 km/h, este ya rompió la velocidad del sonido, mais comme nous allons le démontrer, cette valeur n'est pas fixe et dépend de nombreux facteurs., en outre, Il existe une différence entre la vitesse indiquée et la vitesse au sol..

La vitesse du son est la distance parcourue par une onde sonore dans un milieu donné pendant un temps donné.. Se define como la raíz cuadrada del módulo de elasticidad del medio dividido por su densidad.

En términos matemáticos:

v = √(E/ρ)

Où:

• v est la vitesse du son (Mme)
• E es el módulo de elasticidad del medio (Pennsylvanie)
• ρ es la densidad del medio (kg/m³)

El módulo de elasticidad es una medida de la capacidad de un material para resistir la deformación. La densité est une mesure de la masse d'un matériau par unité de volume.

En el aire a 20°C:

• Módulo de elasticidad (E): 1,42 x 10^5 Pa
• Densité (ρ): 1,2 kg/m³

Sustituyendo estos valores en la ecuación:

• v = √(1,42 x 10^5 Pa / 1,2 kg/m³) = 343 Mme
• La velocidad del sonido en el aire a 20°C es de 343 Mme.

Facteurs affectant la vitesse du son:

• Température: La vitesse du son augmente avec la température.
• Presión: La velocidad del sonido aumenta con la presión.
• Humidité: La vitesse du son augmente légèrement avec l'humidité.
• Moitié: La velocidad del sonido varía según el medio. Es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos que en los gases.

Donc, un avión comercial que vuele a una velocidad superior a 1.235 km/h no necesariamente está rompiendo la barrera del sonido si la temperatura del aire es superior a 20°C.

Vitesse indiquée et référence au terrain

Para profundizar aún más en la materia, debemos conocer que existen mediciones diferentes para saber la velocidad de un avión, ceux-ci sont:

• vitesse indiquée (IAS): Es la velocidad que se muestra en el indicador de velocidad aerodinámica (MAIS) de l'avion. Il se mesure en nœuds (nœuds) ou miles par heure (mi/h). La IAS es la velocidad del avión con respecto al aire que lo rodea.
• Vitesse au sol (GS): Es la velocidad real del avión sobre la superficie terrestre. Il se mesure en nœuds (nœuds) ou miles par heure (mi/h). Le GS est calculé en tenant compte de l'IAS et de la vitesse du vent.

différences:

• Référence: L'IAS est mesuré par rapport à l'air, tandis que le GS est mesuré par rapport au terrain.
• Impact du vent: L'IAS n'est pas affecté par le vent, mientras que la GS sí. Le vent contraire réduit GS, tandis que le vent arrière l'augmente.
• Importance: La IAS es importante para el control del avión durante el vuelo, mientras que la GS es importante para la navegación y la planificación del vuelo.

Exemple:

Un avión está volando a una IAS de 100 noeuds avec vent contraire 20 nœuds. La GS del avión será de 80 nœuds.

En résumé, si bien es posible que un avión comercial rompa la barrera del sonido, Ce n'est pas quelque chose que je peux faire régulièrement ou efficacement..

Cierro con unos datos interesantes que encontré sobre la barrera del sonido:

• La barrera del sonido se rompió por primera vez en 1947 por el piloto Chuck Yeager en el avión experimental Bell X-1.
• El Concorde fue el primer avión comercial supersónico en entrar en servicio regular.
• El vuelo supersónico produce un fuerte estampido sónico que puede ser molesto para las personas en tierra.
• Los vuelos supersónicos están prohibidos sobre muchas áreas pobladas debido al estampido sónico.

¿Qué les pareció esta lectura? je les lis dans les commentaires…

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